中国“人造太阳”关键技术获重大突破:全球最大分流器原型通过验收

B站影视 欧美电影 2025-10-15 18:13 1

摘要:中国科学院等离子体物理研究所在核聚变技术领域取得了具有里程碑意义的重大进展。该研究所自主研发的聚变技术综合研究设施(CRAFT)分流器原型于10月13日正式通过专家审查和验收,标志着中国在下一代"人造太阳"核心技术开发方面实现了关键突破。这一成就不仅代表着中国

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中国科学院等离子体物理研究所在核聚变技术领域取得了具有里程碑意义的重大进展。该研究所自主研发的聚变技术综合研究设施(CRAFT)分流器原型于10月13日正式通过专家审查和验收,标志着中国在下一代"人造太阳"核心技术开发方面实现了关键突破。这一成就不仅代表着中国成功研制出世界上规模最大、热负荷承受能力最强的分流器原型部件,更重要的是实现了该领域技术的完全自主化,为未来商业化核聚变反应堆的建设奠定了坚实的技术基础。

分流器作为托卡马克聚变反应堆中最为关键的部件之一,其主要功能是处理聚变反应过程中产生的高温等离子体废料和巨大热量,同时控制杂质污染,确保反应堆能够实现稳态长时间运行。这项技术的复杂性在于需要在极端高温环境下保持材料的结构稳定性,同时高效地将热量从反应堆核心导出。此次通过验收的CRAFT分流器原型采用了创新的平板设计,成功实现了每平方米20兆瓦的稳态热负荷承受能力,这一指标创下了全球同类设备的新纪录。

更为重要的技术突破在于该分流器原型采用的集成混合涂层设计。这一创新技术理论上可将氚增殖比提高超过3%,这对于实现氚的自给自足具有重大意义。氚是核聚变反应的关键燃料之一,但在自然界中极其稀少,如何在聚变反应过程中产生足够的氚来维持持续反应一直是核聚变技术面临的核心挑战。CRAFT分流器原型的技术突破为解决这一难题提供了重要的技术路径。

技术自主化的战略意义

这张照片拍摄于2025年10月13日,展示了中国东部安徽省合肥市CRAFT(聚变技术综合研究设施)的分流器原型。【图片/新华社】

中国在CRAFT分流器原型研发过程中实现的技术自主化具有深远的战略意义。长期以来,核聚变技术被视为解决人类能源危机的终极方案,但该技术的复杂性和高门槛使得全球只有少数几个国家和地区具备相关研发能力。国际热核聚变实验反应堆计划(ITER)虽然集合了全球主要核技术强国的力量,但其进展缓慢,成本不断攀升的现实促使各国开始加快自主研发步伐。

中国科学院等离子体物理研究所的研究人员强调,此次分流器原型的成功研制标志着中国在该技术领域实现了从跟跑到并跑,甚至在某些关键指标上实现领跑的历史性转变。这种技术自主化能力不仅保障了中国在核聚变技术发展中的战略安全,也为中国在未来全球清洁能源技术竞争中占据有利地位奠定了基础。

CRAFT作为中国建设的大型聚变技术研究平台,包含19个关键子系统,分流器原型只是其中之一。整个CRAFT设施的目标是为工程师提供一个完整的测试和验证平台,用于开发和测试聚变能反应堆的各种关键部件。这种系统性的研发方法体现了中国在核聚变技术发展中的整体规划和长远布局。

分流器原型采用的钨材料表面处理技术也是此次突破的重要组成部分。钨作为面向等离子体的材料,需要在极高温度下保持稳定性。通过精密的设计和制造工艺,CRAFT分流器原型成功将钨表面温度控制在再结晶阈值以下,确保了材料在长期运行中的结构完整性。这一技术成就不仅对核聚变领域具有重要意义,在航空航天、高端制造等其他高技术领域也具有广阔的应用前景。

全球核聚变竞赛的中国贡献

当前全球核聚变技术发展呈现多元化竞争格局。除了传统的ITER国际合作项目外,美国、欧盟、日本等都在加大对核聚变技术的投入,私营部门也开始大规模进入这一领域。在这样的背景下,中国CRAFT分流器原型的成功对全球核聚变技术发展具有重要的推动作用。

中国的实验先进超导托卡马克装置(EAST)在过去几年中不断刷新世界纪录,在等离子体约束时间、温度等关键指标上取得了突破性进展。2021年,EAST成功实现了1.2亿摄氏度等离子体运行101秒,2022年又实现了7000万摄氏度等离子体运行1056秒的世界纪录。这些成就与此次分流器原型的突破相互呼应,构成了中国核聚变技术发展的完整体系。

国际核聚变界对中国的技术进展给予了高度关注。多位国际专家认为,中国在核聚变技术方面的快速发展不仅有助于加速全球核聚变商业化进程,也为国际合作提供了新的机遇。特别是在关键材料、工程技术等方面,中国的贡献已经成为全球核聚变技术发展不可或缺的组成部分。

值得注意的是,核聚变技术的发展对相关产业链具有强大的带动作用。分流器原型研发过程中开发的先进材料技术、精密制造工艺、热管理系统等技术成果,在航空航天、新能源汽车、高端医疗设备、工业电子等领域具有广阔的应用前景。这种技术溢出效应将为中国高技术产业发展提供新的动力。

商业化前景与挑战

尽管CRAFT分流器原型的成功代表了重要的技术进步,但核聚变技术的商业化仍面临诸多挑战。除了技术层面的继续完善外,成本控制、安全性验证、监管体系建设等都是需要解决的关键问题。

当前全球多个核聚变项目都在朝着商业化目标推进。美国的多家私营公司宣布计划在2030年代实现核聚变发电的商业化运营,英国、日本等国也制定了类似的时间表。在这样的国际竞争环境中,中国核聚变技术的自主化发展显得尤为重要。

专家分析认为,中国在核聚变技术方面的优势不仅体现在技术水平上,更重要的是在工程化和产业化方面的能力。中国完善的工业体系、强大的制造能力以及在大型工程项目管理方面的丰富经验,都为核聚变技术的最终产业化提供了有利条件。

从长远来看,核聚变技术的成功将彻底改变全球能源格局,为人类提供清洁、安全、几乎无限的能源供应。这不仅有助于应对气候变化挑战,也将为深空探索等人类未来发展提供能源保障。中国在这一领域取得的技术突破,不仅是对全球科技进步的重要贡献,也为构建人类命运共同体提供了新的技术支撑。

随着CRAFT分流器原型通过验收,中国核聚变技术发展进入了新的阶段。未来几年,随着更多关键技术的突破和工程化验证的完成,中国有望在全球核聚变商业化竞赛中占据重要地位,为实现"人造太阳"的梦想贡献中国智慧和中国方案。

来源:人工智能学家

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