中國新一代人造太陽的第一次排放
1號電機,2號電機轉(zhuǎn)速1480轉(zhuǎn)/分鐘,系統(tǒng)就緒;4電機轉(zhuǎn)速400轉(zhuǎn)/分鐘,系統(tǒng)就緒。12月4日14時02分,中國核工業(yè)集團西南物理研究所中國核工業(yè)集團西南物理研究所中國循環(huán)指揮控制中心大屏幕藍色電光閃爍實驗開始。新一代的"人造太陽"裝置-中國二線環(huán)流裝置(HL-2m)首次正式建成并排放。這標志著我國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設(shè)計、施工和運行技術(shù),為我國核聚變反應堆的自主設(shè)計和建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)。
放電溫度幾乎是太陽芯的10倍。
核聚變并不神秘,只要氫同位素氘和氚核無限接近,使其聚變反應,就能釋放出大量的能量。原理似乎很簡單,但要使核聚變易于控制,可以說很難控制核聚反應。
項目主任柳勇說,要實現(xiàn)可控核聚變反應,必須滿足三個苛刻的條件:一是溫度應高到足以將燃料轉(zhuǎn)變成一億攝氏度以上的等離子體;二是密度應足夠高,以使兩個原子碰撞的可能性較高;三是必須在有限的空間內(nèi)限制等離子體足夠的時間。
新建的中國2M循環(huán)機組于2009年獲得國家原子能機構(gòu)批準,并由中國核工業(yè)西南物理研究所西南物理研究所自主設(shè)計建造。它是目前國內(nèi)最大的參數(shù)最高的先進托卡馬克裝置,是我國新一代先進的磁約束核聚變實驗裝置。等離子體體積是我國現(xiàn)有器件的2倍以上,等離子體電流容量增加到2.5兆以上,等離子體離子溫度可達1.5億度,實現(xiàn)了高密度、高比壓、高自舉電流的運行。
放電是將HL-2m真空室中的氣體轉(zhuǎn)化為等離子體狀態(tài),我們的研究人員將在該裝置上進行不同類型的放電,最終目標是將足夠多的等離子體加熱到超過1億攝氏度。我們太陽能核心的溫度是1,500萬到2,000萬攝氏度,幾乎是太陽核心溫度的10倍。只有當?shù)入x子體加熱到超過1億攝氏度時,才能實現(xiàn)可控的核聚變。"研究人員說。
實現(xiàn)許多突破,為"中國核聚變"的智慧做出貢獻
在HL&2m工廠建設(shè)過程中,西南核工業(yè)物理研究所聯(lián)合國多個研究開發(fā)單位已進入科學研究的"無人地帶",在設(shè)備物理與結(jié)構(gòu)設(shè)計、特殊材料開發(fā)、材料連接與關(guān)鍵部件研究與開發(fā)、裝配集成等方面取得了許多突破,實現(xiàn)了可拆卸線圈結(jié)構(gòu),提高了控制操作水平,提高了設(shè)備物理實驗的研究能力。
研制團隊先后攻克了高鎳合金雙曲薄壁件大型真空容器的成型、焊接變形控制等關(guān)鍵技術(shù),掌握了國際先進異型銅合金厚板的制造工藝,實現(xiàn)了高強度膨脹螺栓組件的自主國產(chǎn)化;成功地研制出第一臺國際先進水平的大型立軸脈沖發(fā)生器。
以國內(nèi)研制的第一臺大型立軸脈沖發(fā)生器為例,其研發(fā)團隊首先創(chuàng)造了一批獨特的技術(shù),克服了六相大電流脈沖發(fā)生器、大慣性高速轉(zhuǎn)子、寬帶換擋控制和保護系統(tǒng)等技術(shù)難題,在開發(fā)過程中形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。
在我國核能發(fā)展的"熱堆、快堆、聚變堆"三步走戰(zhàn)略中,核聚變能源被視為解決能源問題的最后一步,發(fā)展核聚變能源不僅是解決我國能源戰(zhàn)略需求的途徑,而且對未來能源的可持續(xù)發(fā)展和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。
為實現(xiàn)本世紀中葉核聚變能源應用的目標,HL-2m核聚變裝置是我國核聚變技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展的重要支撐,將使核聚變核物理及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究達到國際先進水平,成為中國與世界攜手開發(fā)核聚變能源的國際合作平臺。培養(yǎng)和造就一批具有國際水平的核聚變技術(shù)領(lǐng)先人才和高層次創(chuàng)新隊伍,形成一批具有國際影響力的標志性科技成果,為人類核聚變事業(yè)貢獻中華民族的智慧和力量。