403秒!中国「人造太阳」创造新的世界纪录,未来瞄准建设世界首个聚变示范堆
FUTURE远见| 2023-04-13
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「一团耀眼的白光从山脉尽头升起……」在科幻小说《三体》中,太空飞船核聚变发动机发出的光芒如同太阳。利用核聚变等技术,人类走出地球家园,成为真正的太空文明。
万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热,是因为内部的核聚变反应。核聚变能源的原材料在地球上极其丰富,且排放无污染,如果能造一个「太阳」来发电,人类有望实现能源自由。
但要造出能实用的「人造太阳」,需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流,挑战极大。为此,全球科学家们已努力70多年。
形如「巨炉」,一腔「热火」胸中涌。EAST作为国家重大科技基础设施,拥有类似太阳的核聚变反应机制。
4月12日晚,经过十几年聚力攻关,EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,刷新2017年的101秒世界纪录,实验现场一片欢腾。
4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,科研人员在实验成功后庆祝 | 图源:新华社记者 黄博涵 摄
「Shot:122254。」EAST控制大厅屏幕上的数字显示,这是历经十二万多次实验取得的成功。
4月12日,EAST物理实验总负责人龚先祖注视着实验成功后的数据 | 图源:新华社记者 张端 摄
「这次突破的主要意义在于『高约束模式』。」中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升,「这为提升未来聚变电站的发电效率,降低成本奠定了坚实物理基础。」
4月12日,部分科研人员在实验成功后的EAST控制大厅留影 | 图源:新华社记者 张端 摄
据悉,EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项,汇聚「超高温」「超低温」「超高真空」「超强磁场」「超大电流」等尖端技术于一炉,共有上百万个零部件协同工作。这次成功突破,离不开等离子体控制、加热、壁处理、先进诊断等技术提升和内真空室改善。
目前,下一代「人造太阳」中国聚变工程实验堆已完成工程设计,未来瞄准建设世界首个聚变示范堆。
4月12日,科研人员在EAST控制大厅庆祝实验成功 | 图源:新华社记者 张端 摄
拼版照片:上图为科研人员李克栋在实验成功前(4月12日摄);下图为科研人员李克栋在实验成功后(4月12日摄) | 图源:新华社记者 张端 摄
4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,科研人员在等待实验结果 | 图源:新华社记者 黄博涵 摄
4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖在实验成功后向好友发消息庆祝 | 图源:新华社记者 黄博涵 摄
4月12日,EAST物理实验总负责人龚先祖(左一)在实验过程中与同事交流 | 图源:新华社记者 张端 摄
4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖(右一)在一次冲击实验后与同事交流 | 图源:新华社记者 黄博涵 摄
4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖(右)和中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛(左)在实验成功后庆祝 | 图源:新华社记者 黄博涵 摄
原文链接:
https://mp.weixin.qq.com/s/fGZ_1UogWF_R0zM7N6pjXA
--新华社、中科院物理所整理