人造太陽進入關鍵階段,中國獲世界肯定,美國退群後又加入爭奪

2020-08-04 龍觀天下

日前從科技媒體獲悉,7月28日,國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝正式啟動,這意味著承載人類永恆能源夢想的「核聚變反應堆」開始從實驗室走向試運行階段,距正式運行又接近了一步。

人造太陽進入關鍵階段,中國獲世界肯定,美國退群後又加入爭奪

2005年6月28日,參與該項目的中國、俄羅斯、歐盟、韓國、美國、日本在莫斯科最終籤訂協議,決定在法國南部普羅旺斯-阿爾卑斯-藍色海岸大區的卡達拉舍,建造一座實驗反應堆。

實驗反應堆設施的地基建設開始於2007年,而託卡馬克裝置本身的組裝開始於2015年。目前進行的是全系統以及核心部件的現場安裝工作,意義非常重大,中國力量在這項國家最重大科研項目中發揮的重要作用,已受到各國重視和讚許。

不誇張的說,沒有中國科研人員數十年如一日的奉獻,國際熱核聚變試驗堆不可能如期進入安裝階段。

人造太陽進入關鍵階段,中國獲世界肯定,美國退群後又加入爭奪

很多人可能不知道,中國的核聚變項目崛起之路竟然是用廉價的輕工產品換回來的。

上世紀90年代,我國用羽絨服、牛仔褲、瓷器等生活物資,從當時的蘇聯換回來一臺價值1800萬盧布的「T-7」半超導託卡馬克裝置。在此基礎上,結合我國自己的研究成果,將其改進為「HT-7」,並最終製造出全球首臺反應度達到1億攝氏度的中國託卡馬克裝置:EAST。

正是因為有了這套裝置,中國才最終被國際核聚變試驗堆項目所接納。因為在此之前中國科研水平有限,以美國,歐盟為首的西方國家不願意帶我們玩。

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可即便是獲得了技術方面的認可,想加入也必須要有合適的時機才行。

天祝好運,2001年,由於美國任性退出,中國藉此再次申請加入ITER,2003年,正式以「平等夥伴」身份加入了ITER計劃,但「入門會費」著實不便宜,ITER規定,每個成員國要至少承諾10%的投入,因此,想要參加這項總價值超過100億歐元的國際科研項目,中國必須拿出至少10億歐元,也就是約合人民幣100億元的資金。

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ITER在分配任務的時候,將建設總項目分成若干個採購包,中國承擔了大概9%的採購包研製任務,包括了磁體支撐、校正場線圈系統、磁體饋線系統、包層第一壁等18個採購包。

中國多年來為熱核聚變儲備的各種技術,設備和人員優勢立刻發揮出來,完成其他國家根本無法做好的核心部件。

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由於ITER裝置採用的磁約束原理,需要上萬根直徑0.8毫米的超導線,關鍵的是,這樣精細的超導線圈,最短長度也要達到1千米。

中國超導研發團隊不眠不休,用10個月時間完成技術攻關,而且拉出的超導細絲根本不會斷,性能遠超國外同類產品,最終幫助中國拿下了至關重要的超導採購包項目,成為所有國家中,最快完成核心項目的成員。

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此外,中國還負責製造了PF6線圈,直徑從10到24米不等,重達400噸;位於反應堆內側的環形場(TF)線圈,功能是限制電離的等離子體顆粒。每個磁鐵都是四層樓高,重360噸。

另外,中國核工程單位還與法國方面聯手,由中方主導,主要工作是安裝杜瓦結構及杜瓦結構和真空容器之間所有的系統。要求將這種重達1250噸的底座嚴絲合縫的安裝到位,誤差不能超過2毫米。這是中國首次作為總承包單位指揮國外單位參與重大科研項目,今後這樣的經驗將會越來越多。

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ITER裝置目前進展順利,它的體積接近北京天壇祈年殿的尺寸,高30米,直徑30米,重達2.3萬噸,預計在2035年進行核聚變運行。

值得一提的是,由於某國突然撂挑子,中國還臨時為ITER裝置製造了四個大型蒸汽冷凝器,而且更改了原方案的不合理設計,並最終獲得認可。

中國核專家預測,在完成ITER之後,中國將會獲得完整的核聚變反應堆建設經驗,利用現有的EAST反應堆方案基礎上,實現商業營運,爭取讓中國成為全世界首個利用「人造太陽」代替化石能源發電的國家,預估時間約為30年或更快,相信很多小夥伴將有幸目睹這一偉大事件的發生。

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