2020年12月4日14時02分,新一代「人造太陽」裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成並實現首次放電,這是我們自主設計與建造的項目。不管是可能很多朋友一聽說我們要人造太陽,第一個反應是我們現在的太陽不夠用嗎?為什麼我們要再造一個人造的太陽出來呢?其實太陽和恆星它之所以能夠發光發熱,就是因為它內部在持續不斷的進行著親和之間的核聚變反應。
「可以這麼說,核聚變它是整個宇宙的能源,太陽到目前為止估計已經燃燒了大約50億年,太陽為什麼能夠永不停歇的燃燒呢?是因為它的質量非常大,他靠這種萬有引力可以很強有力的把這些聚變材料,也就是它外層的氫元素原子核不斷的往太陽中心部擠壓,實現一個非常高的溫度,非常高的密度,自然而然就發生核聚變反應。」 專家鍾武律這樣說。
太陽這種發光發熱的核聚變反應的原理,我們就想知道能不能為人類所用,答案應該是肯定的。上世紀50年代,就第一顆氫彈爆炸,它利用的就是核聚變的原理,也就是剛才我說的太陽發光發熱的原理,他就清淡在瞬間,它可以釋放出巨大的能量。既然這個核聚變反應可以釋放出巨大的能量,那科科學家們就自然會想到我能否可控的穩定的利用這種核聚變能所以在地球上就以探索清潔能源為目的的這種可控的核聚變研究裝置,大家就形象的稱之為人造太陽了。
也就是說這種裝置的原理是和太陽發光發光發熱的原理是類似的,就是核聚變的原理,所以它不是一個新的太陽,而是一個聚變裝置,或者我們說它是一個巨變堆,其實我們最終的目的就是要利用它來實現核聚變,並且釋放能量,用來發電。
我們知道就是我們製造的人造太陽叫做中國環流器二號M裝置(HL-2M),這個是一個什麼樣的裝置?它實現了哪些技術上的突破呢?核聚變它相當於是原子核之間聚合在一起發生聚變反應,是用什麼樣的方式可以使原子核擠壓在一起發生聚變反應,就科學家就想了很多辦法,其中一種就是利用這種強磁場的辦法來來控制住這種高溫的等離子體,讓它發生聚變反應。
中國的核聚變實驗研究裝置類型它叫託卡馬克,託克馬克他是上個世紀50年代蘇聯的科學家發明的,在俄語裡面它是幾個詞拼在一起的,是環形真空、詞、線圈幾個詞拼湊在一起,就比較巧妙的解釋了它的構造的原理。
簡單來說它是用強磁場形成一個所謂的環形的像填田圈形狀的粗魯物質,然後齒輪子把比太陽核心溫度還高的等離子體給控制住,控制住以後在真空容器裡面給懸浮起來,最終的目的是讓這些等離子體能夠達到聚變反應的條件,比如說它的溫度要超過一度,這個是太陽核心溫度的6~7倍,這麼高的溫度讓它控制住在一個真空容器裡面,用瓷子給它懸浮起來。
所以我們的二M裝置就是這種託克馬克類型的一個子約束實驗研究裝置,這個裝置它是我國自主設計建造,也是具有這種先進的偏離器類型的這種優勢。這個裝置建成以後,它是我國規模最大,參數最高的先進的託克馬克專制,它的體積是目前國內現有裝置的兩倍以上,等離子體的電流它的能力可以提高到2.5個兆安培,等離子體離子的溫度可以達到1.5億度,也就是說太陽核心溫度的10倍。
研究核聚變能的這種感覺就像人類第一次看到自己點燃了篝火——發光發亮,充滿希望。當下,從國際國內核聚變研究發展的概況和現狀來看,業界普遍認為,預計在本世紀中葉能夠實現聚變能的商業應用。
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