中國科學(xué)院等離子體所11月12日發(fā)布消息,,我國“人造太陽”項目獲得重大突破,,首次實現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦,,在電子回旋與低雜波協(xié)同加熱下,,等離子體中心電子溫度首次達到1億度,。 人造太陽指的是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變試驗裝置。中國的人造太陽又稱為“東方超環(huán)”,,是世界上第一個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克,,也是中國第四代核聚變實驗裝置。 太陽的光和熱來源于氫原子核聚變反應(yīng)所釋放出的能量,,東方超環(huán)是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下像太陽一樣發(fā)生核聚變,,為人類提供源源不斷的清潔能源,因而被稱為人造太陽,。 盡管人造太陽進入生活可能還需數(shù)十年,,但是,中國的人造太陽在全球首次實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行,。這既為國際熱核聚變試驗堆(ITER)和未來中國聚變工程試驗堆(CFETR)的建設(shè)和運行打下基礎(chǔ),,也是熱核聚變試驗堆的一個里程碑。 人造太陽的核心目標(biāo)是解決人類可持續(xù)發(fā)展的能源問題,。與水電,、風(fēng)電、核能等清潔能源相比,,人造太陽擁有可持續(xù),、清潔、安全等所有優(yōu)點,,因而被視為進入第四次工業(yè)革命的最強大的基石之一,。 人造太陽是清潔能源的代表,既安全,,又取之不盡,。其與現(xiàn)有的核能(核電站)并非一回事,它們的區(qū)別在于,,前者是利用核聚變,,后者是利用原子核裂變反應(yīng)的能量來發(fā)電或作為動力驅(qū)動,如核動力航母等,。 但是,,核電站的核能存在核廢料的處理、核輻射,、核燃料鈾的開采和提料難等問題,,安全問題更是籠罩在人們心頭的陰影。 與之相比,,人造太陽的安全問題可以控制,而且聚變產(chǎn)物沒有放射性,。由于聚變反應(yīng)需要的條件比較高,,一旦發(fā)生事故,,造成反應(yīng)的等離子體約束破裂,聚變反應(yīng)便會終止,。因此,,聚變?nèi)剂系谋4孢\輸、聚變電站的運行都比較安全,。 另外,,聚變原料取之不盡,其主要燃料就是海水中的氘和氚,。一升海水提取的氘能產(chǎn)生的聚變能源相當(dāng)于300升汽油,。 然而,要想讓人造太陽的產(chǎn)能和供能成為現(xiàn)實,,必須有幾個條件,。一是1億度以上的高溫,二是長時間約束在有限的空間中,,三是有足夠高的密度,。在高密度條件下,當(dāng)?shù)入x子體溫度達到1億度以上,,可使數(shù)目可觀的粒子具有足夠動能克服原子核之間的斥力而實現(xiàn)核聚變反應(yīng),,從而產(chǎn)生可觀的聚變能。 現(xiàn)在,,中國的人造太陽已經(jīng)達到了等離子體溫度1億度以上,,放電脈沖也延長到100秒以上。但是,,在溫度和時間上還需要向上億度,、數(shù)千秒的目標(biāo)邁進,而且需要有可控性,,才有可能實現(xiàn)人類利用人造太陽能的目標(biāo),。 此外,人造太陽所進行的核聚變研究還會帶來衍生和伴隨技術(shù),,如超導(dǎo)磁體技術(shù),、大功率電源技術(shù)、超高真空技術(shù),、超低溫技術(shù)等,。既給公眾和民生帶來福祉,也讓人類進入全新的時代,。 □張?zhí)锟保▽W(xué)者) 責(zé)任編輯:余鵬飛 |
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