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中国首批人造太阳 人类将进入几乎不用为能源发愁的时代?

我国交付首批“人造太阳”磁体支撑产品。

作为目前世界上规模仅次于国际空间站的大科学工程计划,国际热核聚变实验堆迎来重大工程节点。由中核集团承担的国际热核聚变实验堆(ITER)磁体支撑首批产品6月9日在贵州遵义正式交付,将被运往位于法国的国际热核聚变实验堆现场,成为进入厂房并进行安装的首批基础性部件。

ITER磁体支撑研发制造任务,由中核集团核工业西南物理研究院(以下简称西物院)承担,包括重力支撑(GS)、极向场线圈支撑(PFCS)和校正场线圈支撑(CCS)三部分。

此次交付的18套PFCS5以及首套GS、PFCS3、PFCS4产品,是ITER重要结构安全部件之一,负责支撑整个热核聚变实验堆的核心装置——磁体,其质量和进度关系到整个ITER装置的运行稳定性和装配进度。

磁体支撑不仅承载着1万吨的磁体系统重量,还要承受极端条件下产生的巨大脉冲电磁力和强热应力。恶劣的工作环境也对设计和制造提出了高要求。

自2010年12月ITER磁体支撑采购包合同签订以来,西物院联合国内多家企业组成的中国团队,先后完成了从材料到制造工艺的系列认证,以及ITER磁体支撑采购包的生产制造任务,取得了多项关键技术的重大突破,最终获得ITER国际组织的认可,为和平利用核能和人类可持续发展贡献“中国智慧”和“中国方案”。

ITER是由中、美、俄、欧盟、日、韩、印度等七方共同合作建造可实现大规模聚变反应的实验堆,以解决人类共同面临的能源问题。由于其原理和太阳发光发热的原理相似,因此也被称为“人造太阳”。ITER构成相当复杂,需各项超前技术。我国陆续承担了ITER计划18个采购包的制造任务,涵盖了ITER装置几乎所有的关键部件,制造任务由上百家科研院所、企业承担。

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人类活动离不开能源,然而,现有能源大多储量有限,且其中相当一部分还伴随有高污染后果,于是,全球各国都在“清洁能源”的研制工作上面下了大心思,被称之为“人造太阳”的核聚变能源是当前最有望成为理想能源的项目。

中国科学院合肥物质科学研究院里面存放着一台重达400吨的第四代全超导托卡马克核聚变实验装置,简称EAST,据悉,这台巨型设备可以将氢原子不断地融合为氦原子,以此产生数倍于太阳的温度和热量。

如果能让其连续工作,人类将进入一个几乎不用为能源发愁的时代,在这方面,中国走在了世界最前沿,国产EAST目前可以稳定运行长达101.2秒,并保持5000万摄氏度的等离子体放电,可谓是重达突破。

作为全球唯一一台时间超过100秒的EAST,目前中国团队已经开始考虑将这个时间增加至10倍,届时,运行温度将飙升至1亿摄氏度,要知道,就算是天上的太阳,其核心温度也不过1500摄氏度左右而已。

外媒将中国此举盛赞为“人类最狂野的幻想”,如果中国能够成功,对于整个人类社会都将是一场史诗性的变革,中科院等离子体所装置总体研究室研究院宋云涛表示,团队计划在5年内完成核聚变反应堆的设计。

当然,造福人类的成果也必须由全人类共同来浇灌,EAST每次启动所需要消耗的资金高达1.5万美元,因此,全球合作是大势所趋,目前,美国,俄国,日本,韩国,印度都将逐步参与进位于法国的国际热核聚变实验堆。