12月4日14時02分,中國環流器二號M(HL-2M)裝置在成都建成並實現首次放電。記者 郝飛 攝
關於核聚變
神秘的HL-2M裝置
●立項時間:2009年11月由國家原子能機構批覆立項,核西物院負責建造,批覆總投資近4億元
●參數最高:先進等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上;等離子體離子溫度可達到1.5億攝氏度
●重大意義:是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依託裝置
12月4日14時02分,成都雙流,中核集團核工業西南物理研究院(下稱「核西物院」)的中國環流器指揮控制中心大屏上,一道電光閃過,稍作間歇又是一道……
一道道藍色電光,標誌著我國自主設計建造的新一代「人造太陽」——中國環流器二號M(HL-2M)裝置正式建成並實現首次放電,我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。
從兒歌《種太陽》到電影《流浪地球》中推動地球逃離太陽系的核聚變「行星發動機」,在地球上獲取核聚變能,是科學家們孜孜以求的夢想。而新一代「人造太陽」放電,意味著離夢想又近了一步。
「核聚變由氘、氚離子聚合成氦,聚合中損失的質量轉化為超強能量,這和太陽發光發熱原理相同,所以可控核聚變研究裝置又被稱為『人造太陽』。」核西物院聚變科學所所長許敏介紹,「HL-2M是我國規模最大、參數最高的『人造太陽』。」
科學家們已有共識,如果能在地球上實現核聚變,就能一勞永逸解決人類生存的能源問題。原理看似簡單,但要讓聚變反應持續可控,難於上青天。
許敏介紹,實現可控核聚變反應的條件十分苛刻:一是溫度要足夠高,使燃料變成超過1億攝氏度的等離子體;二是密度要足夠高,每立方米中要裝1萬億億個粒子,這樣兩個原子核發生碰撞的概率才大;三是等離子體在有限的空間裡需要被約束足夠長時間。
科學家們用強磁場,將上億攝氏度的等離子體約束在容器裡,使聚變反應穩定持續地進行。
早在上世紀50年代,我國就開始核聚變研究。經過多次迭代,新一代「人造太陽」——HL-2M裝置於2009年11月由國家原子能機構批覆立項,核西物院負責建造,批覆總投資近4億元。
「作為我國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置,HL-2M採用更先進的結構與控制方式。」核西物院聚變科學所總工程師楊青巍介紹,等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上、等離子體離子溫度可達到1.5億攝氏度,是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依託裝置。
在HL-2M裝置建設過程中,核西物院聯合國內多家研製單位,在裝置物理與結構設計、特殊材料研製、材料連接與關鍵部件研發、總裝集成等方面取得多項突破。
以HL-2M裝置建設為牽引,核西物院掌握的特種材料、關鍵設備、極端條件精密製造等關鍵技術,已形成「同步輻射」效應,在航空、航天、電子等前沿領域實現創新應用。
據介紹,我國核能發展實施「熱堆-快堆-聚變堆」三步走戰略中,將聚變能作為解決能源問題的最終一步。
目前,國家原子能機構正在研究布局一體化核聚變研究創新體系,打造國家級核聚變創新研究平臺、國內外專家學者交流平臺、青年科學家成長平臺,全面促進我國核聚變事業由並跑向領跑邁進。(記者 徐莉莎)
【來源:四川省人民政府網站】
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