摘要:今年在成都的世界聚变能源部长会议上,中核集团西南物理研究所放了个大招中国核聚变正式进入第三阶段,也就是燃烧等离子体实验阶段,还打算升级“人造太阳”EAST装置。
今年在成都的世界聚变能源部长会议上,中核集团西南物理研究所放了个大招中国核聚变正式进入第三阶段,也就是燃烧等离子体实验阶段,还打算升级“人造太阳”EAST装置。
这可不是小事,意味着咱们离2050年用上聚变电又近了一步,而且现在咱们跟国际先进水平同步,有些技术甚至还走在前面。
核聚变这事儿不是一蹴而就的,得按部就班来,中核的专家说,想实现商业发电,得闯过六关:原理探索、规模实验、燃烧等离子体实验、实验反应堆、示范反应堆、商业反应堆。
咱们现在刚踏进第三关,能走到这步已经很不容易了,前两关咱们花了不少功夫。
原理探索那十年,主要是搞明白“怎么让氘氚原子聚变起来”;规模实验阶段更实在,就靠EAST装置练手2023年的时候,EAST还创下过1.2亿摄氏度等离子体跑403秒的纪录,这可是世界第一,也正是这个纪录,帮咱们攒够了进第三关的“门票”。
接下来的计划也很清晰,2027年启动燃烧等离子体实验,核心目标是实现“聚变输出能量比输入多”,也就是专家说的Q>1。
要是能成,就相当于核聚变第一次“赚钱”了,不是光花钱烧能量。
为了这个目标,EAST得先升级,比如把超导磁体换成更厉害的高温超导材料,约束等离子体的能力能提30%,还得加新的加热模块,确保能稳定烧到1亿度。
本来想,国际上其他国家进度怎么样?查了才知道,美国、欧盟也刚进第三阶段初期,日本还在第二关收尾,咱们不算慢,甚至在磁约束控制这些细节上,比他们还稳一点。
这种不冒进、一步一个脚印的节奏,反而让人觉得踏实。
不过,进了第三关不代表一路顺畅,核聚变的“拦路虎”还不少,最直观的就是温度得把氘氚等离子体烧到1亿度,这是太阳核心温度的六七倍。
这么高的温度,没任何容器能直接装,只能靠磁场“隔空捏着”,也就是磁约束技术,咱们在这方面有个小创新,就是“自适应磁位形控制技术”。
简单说,就是磁场能实时调整形状,不让等离子体“乱跑漏能量”。
之前做实验的时候,这个技术帮咱们把约束稳定性提了不少,现在还申请了国际专利,连ITER(国际热核聚变实验堆)都想用咱们的技术。
对比一下,美国的DIII-D装置稳定性大概60%,咱们EAST升级后预计能到85%,这优势还挺明显的。
比控温更难的是材料和氚,材料得扛住两样东西:1亿度的高温,还有聚变产生的中子辐照。
中子这玩意儿很“凶”,能把材料内部结构打坏,所以得用特殊钢。
咱们研发的CLAM低活化钢,经过1000小时中子辐照,强度也就降15%,比国际平均水平好太多,现在已经用到EAST的核心部件上了。
氚的问题更特殊,自然界里几乎没有,只能靠聚变产生的中子轰击锂来造。
这就像“自己给自己供油”,要是造不出氚,反应堆就成了“无米之炊”。
咱们在成都建了个氚提取平台,从锂铅合金里提氚的效率能到99.5%,比日本的JT-60装置还高一点,这也算是解决了“断粮”的隐患。
当然,这些难题不是咱们自己扛,核聚变太复杂了,没有哪个国家能单独搞定。
咱们一直跟ITER合作,还帮ITER造超导磁体、真空室这些核心部件,贡献占比快10%了。
另外,还跟欧盟合搞材料研发,跟日本聊氚的安全处置,互相派科研人员交流。
这种合作不是“吃亏”,而是互相借力,毕竟大家的目标都是早点用上清洁的聚变电。
如此看来,中国核聚变走的是“稳扎稳打”的路子,不跟别人比速度,比的是“每一步都算数”。
2027年的实验是个关键节点,要是能顺利实现Q>1,说不定能提前向第四关冲刺。
等到2050年商业发电的时候,家里的灯要是靠“人造太阳”点亮,那时候再回头看,现在每一步的努力都值了。
来源:法之生活一点号