中国 “人造太阳” 创造 “亿度千秒” 世界纪录,开启聚变能源新时代

B站影视 2025-01-21 01:37 3

摘要:2025 年 1 月 20 日,这是一个注定要在核聚变能源研究历史上留下浓墨重彩的日子。在安徽合肥的科学岛上,全超导托卡马克核聚变实验装置 EAST 犹如一颗璀璨的科技明珠,闪耀出令人瞩目的光芒。它成功实现了上亿度、1066 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,

2025 年 1 月 20 日,这是一个注定要在核聚变能源研究历史上留下浓墨重彩的日子。在安徽合肥的科学岛上,全超导托卡马克核聚变实验装置 EAST 犹如一颗璀璨的科技明珠,闪耀出令人瞩目的光芒。它成功实现了上亿度、1066 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了新的世界纪录,标志着我国聚变能源研究实现了从基础科学向工程实践的重大跨越。

EAST 装置自 2006 年建成运行以来,等离子体运行次数已超过 15 万次。它通过开放共享的建制化管理模式,在稳态等离子体运行的工程和物理上持续保持国际引领。在长脉冲高约束模运行方面,EAST 先后跨越 60 秒、100 秒、400 秒等重大里程碑,不断突破自我,挑战极限。从 2012 年的 30 秒高约束模,到 2016 年的 60 秒高约束模,再到 2017 年的 101 秒高约束模、2023 年的 403 秒高约束模,直至 2025 年实现 1066 秒高约束模,每一次跨越都凝聚着科研人员的无数心血和智慧。

此次 “亿度千秒” 的突破,是 EAST 大科学团队在第 22 轮物理实验中取得的巨大成果。他们瞄准托卡马克稳态高性能等离子体前沿物理研究,成功解决了等离子体芯部与边界的物理集成、等离子体与壁相互作用、高功率加热系统注入耦合、第一壁材料排热、精密控制、实时诊断、主动冷却等系列前沿物理和工程技术问题。

核聚变能源,一直以来都被视为解决全球能源问题的终极方案。它具有能量释放大、原料来源丰富、放射性废物少等诸多无可比拟的优势。与当前广泛使用的核裂变能源相比,核聚变的燃料几乎取之不尽,且不会产生大量温室气体和难以处理的核废料,更加清洁、安全、可持续。然而,要实现可控核聚变并非易事,它需要在地球上重现太阳中心的极端条件,如数百万度的温度、超强的磁场、极高的真空环境等。

EAST 装置就如同一个微型的 “人造太阳”,集成了 “超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流” 等尖端技术,拥有近百万个零部件和近 2000 项专利。它通过人工控制极端环境,让氢同位素在极高温度下发生核聚变反应,从而释放能量。在过去的十多年间,EAST 团队历经超过 15 万次实验,不断突破技术瓶颈,最终实现了 “亿度千秒” 的长脉冲高约束模等离子体运行,将人类对可控核聚变的研究推向了新的高度。

这一世界纪录的创造,充分验证了聚变堆高约束模稳态运行的可行性,是聚变研究从基础科学研究迈向工程实践的重大拐点,对聚变堆的建设和运行具有重大的意义。它让我们距离实现核聚变发电的梦想更近了一步,为未来构建更加清洁、高效、可持续的能源体系奠定了坚实基础。

中国在核聚变领域的这一重大突破,也彰显了我国在该领域的领先地位。相比其他国家在核聚变研究中面临的等离子体稳定性、能量平衡等难题,中国凭借自主创新的核心技术,成功实现了上亿摄氏度高温下 1066 秒的稳态运行。这一成就远超国际同类装置,标志着中国在核聚变研究领域从 “跟跑者” 转变为 “领跑者”。

同时,中国在核聚变领域的发展也秉持着开放合作的态度。作为国际热核聚变实验堆(ITER)项目的主要参与方,中国承担了多项关键技术的研发任务,为 ITER 项目的推进发挥了重要作用。此外,EAST 装置和中国环流三号装置通过开放共享的模式,吸引了全球 17 家知名科研机构和高校参与联合实验,为全球核聚变研究提供了新的平台和机遇。

展望未来,中国将继续在聚变能源研究领域砥砺前行。我国计划将 EAST 装置的长脉冲高约束模运行时间延长至数千秒甚至更久,同时依托大型超导磁体动态性能测试系统,提升超导磁体的载流能力和磁场变化率,为未来聚变堆的超导磁体设计积累更多数据。此外,中国还在稳步推进中国聚变工程实验堆(CFETR)项目,计划在 2035 年前建成首台商业化示范堆,实现聚变发电并网。如果这一目标能够实现,中国将成为全球首个掌握聚变能源商业化技术的国家,引领全球能源革命。

中国 “人造太阳” 创造 “亿度千秒” 世界纪录,是我国科技实力的有力证明,也是全人类在追寻可持续能源道路上的重大胜利。它为我们照亮了未来能源的发展方向,让我们有理由相信,在不久的将来,核聚变能源将走进我们的生活,为人类社会的发展注入源源不断的动力,开启一个全新的能源时代。

来源:人工智能学家

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