摘要:但现实里,中国“夸父”设施刚干了件大事:10月13日,它的偏滤器原型部件通过验收,能扛住20兆瓦/平方米的热负荷。
核聚变这事儿听着像科幻,拿海水当燃料,造个“人造太阳”供能。
但现实里,中国“夸父”设施刚干了件大事:10月13日,它的偏滤器原型部件通过验收,能扛住20兆瓦/平方米的热负荷。
啥概念?相当于每平米表面同时怼着两万个电暖器放热,这指标直接冲到国际领先。
偏滤器这东西,说白了就是聚变堆的“排废系统”+“盾牌”。
聚变反应时,氘氚一撞,能量炸出来,还会产生氦原子、中子这些“废料”。
偏滤器得赶紧把它们清出去,不然杂质堆多了,反应就得歇菜。
可它待的地儿忒狠:几千万摄氏度的等离子体天天辐射,高能粒子跟子弹似的轰,材料稍差点就扛不住。
之前国际热核聚变实验堆ITER搞了多少年,就卡在这热负荷和材料选择上。
“夸父”团队咋解决的?他们想了个混合偏滤器包层设计,专门提升氚增殖率。
要知道,氚这燃料自然界少得可怜,新设计能让氚增殖率提高至少3个百分点,相当于给聚变堆找到了“自给自足”的燃料路子。
还有靶板结构也贼讲究,三种可正面拆装的设计,解决了高辐射环境下换零件的大麻烦,以前换部件得费老劲,现在这设计能直接从正面拆,效率和安全性都提上来了,靶板表面精度还控制在1毫米以内,牛不牛?
说到扛高温,钨材料是首选,熔点3695℃,够硬核。
但钨这东西加工起来贼难,大尺寸焊接跟玩拼图似的,稍不注意就出缺陷。
“夸父”团队用了平板结构设计,把钨表面温度死死控制在再结晶温度以下,保证材料不变形。
制造工艺上,他们搞了两条路:热等静压技术,高温高压下把材料压得密不透风,把内部缺陷全干掉;钎焊加爆炸焊技术,让不同材料牢牢“焊”在一起,复合结构稳得很。
更关键的是,这项目把国产材料带飞了,钾钨合金、弥散强化铜、低活化钢这些关键材料全拿下,不光成本降了,供应链也不用看别人脸色,以后搞聚变技术底气更足。
这技术突破可不只够用在聚变堆里。
你想啊,能扛两万个电暖器热量的材料,航空航天的发动机叶片、新能源汽车电池的热管理、高端电子设备散热,是不是都能用得上?相当于给好多领域开了“技术外挂”。
现在全球都在搞聚变:法国的ITER计划2030年代搞首次等离子体放电,美国NIF、欧洲JET装置也在拼。
但ITER在偏滤器这块一直卡壳,“夸父”的方案等于给他们提供了新解法,国际合作里咱的话语权自然就重了。
专家说了,照这速度,中国有望2030年代搞出自主设计的聚变实验堆,2040年代实现商业化应用。
这可不是小事,从“夸父”设施能看出,咱搞大型科技项目的能力是真强,从跟跑到并跑再到领跑,这经验在量子计算、航天等领域都能用上。
核聚变要是真成了,那能源格局得大洗牌。
啥碳中和、能源安全,都能靠着“人造太阳”往前推一大步。
中国在这事儿上的突破,不只是技术牛,更是为全球能源革命扛了把大旗。
你说,2040年用上“人造太阳”供的电,这事儿是不是越来越近了?
来源:乐娱侃事