中國(guó)“人造太陽”再創(chuàng)世界新高!首次實(shí)現(xiàn)一億度運(yùn)行
中國(guó)新一代“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置獲重大突破
什么是“人造太陽”
當(dāng)下人類所處的時(shí)代,能源應(yīng)用無所不在,但迄今為止各種能源的使用或多或少都會(huì)受到總量、時(shí)間或地域等的限制,而聚變能源的開發(fā),將助力人類徹底解決能源需要。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)告訴我們,當(dāng)質(zhì)量較小的原子合并成質(zhì)量較大的原子時(shí),會(huì)伴之發(fā)生質(zhì)量減少和能量釋放,即核聚變反應(yīng)。與核裂變不同,使原子彼此合并發(fā)生核聚變,必須讓它們的原子核接近到飛米級(jí)。而要達(dá)到此距離,則需將原子核加熱到數(shù)千萬攝氏度以上,從而使其具有極大動(dòng)能,以克服電荷間極大的斥力。亦因此,核聚變反應(yīng)又被稱為熱核反應(yīng)。
相較其他各種能源,核聚變的燃料供應(yīng)充足。核聚變能利用的主要燃料氘大量存在于海水中,海水中氘的總量約45萬億噸,按世界消耗的能量計(jì)算,海水中氘的聚變能可用幾百億年。另一種核聚變主要燃料氚則可由鋰制造,雖說地球上鋰的儲(chǔ)量比氘少,但從已知儲(chǔ)量?jī)汕Ф鄡|噸來看,人類將其用來進(jìn)行氘氚反應(yīng)也夠用了。
人們熟知的太陽即可謂是一個(gè)大規(guī)模的核聚變反應(yīng)堆,每天都在產(chǎn)生巨大的能量,其中心溫度達(dá)到1,500萬攝氏度。雖然核聚變能源雖然取之不盡、用之不竭,但如何安全、可控地利用聚變能源卻是人類一直在努力仍未解決的課題。
為解決聚變控制問題,世界各地建立了多個(gè)聚變實(shí)驗(yàn)裝置。美、法等國(guó)在上世紀(jì)80年代中期發(fā)起了耗資數(shù)十億歐元的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃,旨在建立世界上第一個(gè)受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)反應(yīng)堆,為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產(chǎn)生能量的過程類似,故而受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)裝置也被俗稱為“人造太陽”。
穩(wěn)態(tài)高約束運(yùn)行模式是ITER計(jì)劃的基本運(yùn)行模式,也是未來反應(yīng)堆需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。ITER預(yù)計(jì)將在2025年點(diǎn)火,產(chǎn)生第一束等離子體。中國(guó)于2003年加入了該計(jì)劃,并在項(xiàng)目中承擔(dān)10%的工作量。