中國新一代人造太陽的第一次排放
1號電機,2號電機轉速1480轉/分鐘,系統就緒;4電機轉速400轉/分鐘,系統就緒。12月4日14時02分,中國核工業集團西南物理研究所中國核工業集團西南物理研究所中國循環指揮控制中心大屏幕藍色電光閃爍實驗開始。新一代的"人造太陽"裝置-中國二線環流裝置(HL-2m)首次正式建成并排放。這標志著我國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、施工和運行技術,為我國核聚變反應堆的自主設計和建設奠定了堅實的基礎。
放電溫度幾乎是太陽芯的10倍。
核聚變并不神秘,只要氫同位素氘和氚核無限接近,使其聚變反應,就能釋放出大量的能量。原理似乎很簡單,但要使核聚變易于控制,可以說很難控制核聚反應。
項目主任柳勇說,要實現可控核聚變反應,必須滿足三個苛刻的條件:一是溫度應高到足以將燃料轉變成一億攝氏度以上的等離子體;二是密度應足夠高,以使兩個原子碰撞的可能性較高;三是必須在有限的空間內限制等離子體足夠的時間。
新建的中國2M循環機組于2009年獲得國家原子能機構批準,并由中國核工業西南物理研究所西南物理研究所自主設計建造。它是目前國內最大的參數最高的先進托卡馬克裝置,是我國新一代先進的磁約束核聚變實驗裝置。等離子體體積是我國現有器件的2倍以上,等離子體電流容量增加到2.5兆以上,等離子體離子溫度可達1.5億度,實現了高密度、高比壓、高自舉電流的運行。
放電是將HL-2m真空室中的氣體轉化為等離子體狀態,我們的研究人員將在該裝置上進行不同類型的放電,最終目標是將足夠多的等離子體加熱到超過1億攝氏度。我們太陽能核心的溫度是1,500萬到2,000萬攝氏度,幾乎是太陽核心溫度的10倍。只有當等離子體加熱到超過1億攝氏度時,才能實現可控的核聚變。"研究人員說。
實現許多突破,為"中國核聚變"的智慧做出貢獻
在HL&2m工廠建設過程中,西南核工業物理研究所聯合國多個研究開發單位已進入科學研究的"無人地帶",在設備物理與結構設計、特殊材料開發、材料連接與關鍵部件研究與開發、裝配集成等方面取得了許多突破,實現了可拆卸線圈結構,提高了控制操作水平,提高了設備物理實驗的研究能力。
研制團隊先后攻克了高鎳合金雙曲薄壁件大型真空容器的成型、焊接變形控制等關鍵技術,掌握了國際先進異型銅合金厚板的制造工藝,實現了高強度膨脹螺栓組件的自主國產化;成功地研制出第一臺國際先進水平的大型立軸脈沖發生器。
以國內研制的第一臺大型立軸脈沖發生器為例,其研發團隊首先創造了一批獨特的技術,克服了六相大電流脈沖發生器、大慣性高速轉子、寬帶換擋控制和保護系統等技術難題,在開發過程中形成了一批具有自主知識產權的創新成果。
在我國核能發展的"熱堆、快堆、聚變堆"三步走戰略中,核聚變能源被視為解決能源問題的最后一步,發展核聚變能源不僅是解決我國能源戰略需求的途徑,而且對未來能源的可持續發展和國民經濟的可持續發展具有重大的戰略意義。
為實現本世紀中葉核聚變能源應用的目標,HL-2m核聚變裝置是我國核聚變技術高質量發展的重要支撐,將使核聚變核物理及相關關鍵技術的研究達到國際先進水平,成為中國與世界攜手開發核聚變能源的國際合作平臺。培養和造就一批具有國際水平的核聚變技術領先人才和高層次創新隊伍,形成一批具有國際影響力的標志性科技成果,為人類核聚變事業貢獻中華民族的智慧和力量。