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深度解讀

“人造太陽(yáng)”突破不斷 中國(guó)擬2050年前實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電

來(lái)源:聯(lián)合早報(bào)2019-05-06 我要評(píng)論(0 )   

能源緊缺、環(huán)境污染,全球?qū)η鍧嵞茉葱枨笤龃?。分析指中?guó)在核聚變領(lǐng)域的研究已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列,而率先實(shí)現(xiàn)核聚變能源商用,將

能源緊缺、環(huán)境污染,全球?qū)η鍧嵞茉葱枨笤龃?。分析指中?guó)在核聚變領(lǐng)域的研究已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列,而率先實(shí)現(xiàn)核聚變能源商用,將讓中國(guó)擺脫能源制約,在經(jīng)濟(jì)、地緣政治等國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

我們希望通過(guò)東方超環(huán),擴(kuò)大國(guó)際合作,實(shí)現(xiàn)未來(lái)核聚變能為人類(lèi)所用?!卧茲?

夸父逐日的中國(guó)神話故事講述古人戰(zhàn)勝自然的愿望,中國(guó)科學(xué)家如今正締造新的科技神話——建造一個(gè)能釋放無(wú)限能量的人造太陽(yáng),讓中國(guó)在2050年以前用上取之不盡用之不竭的核聚變能源。


有分析指出,中國(guó)在核聚變領(lǐng)域的研究已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列,而率先實(shí)現(xiàn)核聚變能源商用,將讓中國(guó)擺脫能源制約,在經(jīng)濟(jì)、地緣政治等國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。


由中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的人造太陽(yáng)又叫“東方超環(huán)”,建在安徽合肥市郊的科學(xué)島上。它是一個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,簡(jiǎn)稱EAST),能讓氘和氚在超高溫條件下像太陽(yáng)一樣發(fā)生聚變,產(chǎn)生大量能量。


主原料是海水 比現(xiàn)核裂變發(fā)電安全

面對(duì)能源緊缺、環(huán)境污染,全球?qū)η鍧嵞茉葱枨笤龃蟆:司圩兊闹饕鲜呛K?,也比現(xiàn)有的核裂變發(fā)電安全,因此被視為清潔能源的未來(lái),有人也將它稱為“能源圣杯”。據(jù)科學(xué)家估計(jì),一升海水能產(chǎn)生的聚變能源相當(dāng)于500升汽油所能產(chǎn)生的能量。


各國(guó)科學(xué)家數(shù)十年來(lái)建設(shè)各種俗稱“人造太陽(yáng)”的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,但目前尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)核聚變能源為人類(lèi)所用。這些裝置要真正實(shí)現(xiàn)發(fā)電,必須能達(dá)到上億度高溫、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,并且具有可控性。


目前來(lái)看,中國(guó)研發(fā)的“東方超環(huán)”在穩(wěn)定性上已是全球領(lǐng)頭羊。2017年,它成功實(shí)現(xiàn)了101.2秒穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,成為全球首個(gè)可以穩(wěn)定運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)100秒以上的裝置。


一些西方科學(xué)家認(rèn)為,這項(xiàng)突破顯示中國(guó)聚變研究的發(fā)展速度已領(lǐng)先其他國(guó)家。東方超環(huán)國(guó)際顧問(wèn)委員會(huì)當(dāng)時(shí)評(píng)估,該設(shè)施是“國(guó)際磁約束聚變裝置中最前沿的,并且是未來(lái)五年間世界上唯一有能力實(shí)現(xiàn)400秒長(zhǎng)脈沖高性能放電的聚變裝置”。

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由中科院建造的中國(guó)人造太陽(yáng)“東方超環(huán)”位于安徽合肥,是一座巨大的環(huán)形金屬裝置,該裝置去年底取得1億攝氏度高溫的實(shí)驗(yàn)突破。(楊丹旭攝)


實(shí)現(xiàn)1億攝氏度運(yùn)行 是太陽(yáng)核心溫度六倍

去年11月,東方超環(huán)又在溫度上取得突破,成功實(shí)現(xiàn)電子溫度1億攝氏度等離子體運(yùn)行,相當(dāng)于太陽(yáng)核心溫度的六倍。


這些突破成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“聚變夢(mèng)”的重要里程碑,也讓中國(guó)在核聚變研究領(lǐng)域躋身全球第一梯隊(duì)行列,為其他反應(yīng)堆提供重要參考。


參與中國(guó)核聚變研究的中國(guó)科學(xué)家宋云濤近日在一場(chǎng)媒體參觀活動(dòng)上受訪時(shí)說(shuō):“我們希望通過(guò)東方超環(huán),擴(kuò)大國(guó)際合作,實(shí)現(xiàn)未來(lái)核聚變能為人類(lèi)所用?!?


宋云濤是中國(guó)科學(xué)院合肥研究院院長(zhǎng)助理、合肥研究院等離子物理研究所常務(wù)副所長(zhǎng)。這個(gè)成立于1978年的研究所,是中國(guó)重要的核聚變研究基地,目前有700多名科研人員和400多名研究生。


中國(guó)這些年來(lái)在核聚變領(lǐng)域展露雄心,不僅活躍于相關(guān)研究的國(guó)際舞臺(tái),也為自身的“聚變夢(mèng)”制定了清晰的路線圖。


中國(guó)目前同美國(guó)、俄羅斯、歐盟、日本、韓國(guó)、印度,都是國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)的七大成員國(guó)之一。這個(gè)位于法國(guó)南部的項(xiàng)目,是人類(lèi)目前在核聚變研究上最大規(guī)模的國(guó)際合作,中國(guó)除了為項(xiàng)目提供部分資金,也承擔(dān)設(shè)計(jì)修改、部件制造等工作。


12億元打造
聚變實(shí)驗(yàn)堆關(guān)鍵主機(jī)

在中國(guó)國(guó)內(nèi),官方也投入大量資源,計(jì)劃建設(shè)一個(gè)能與國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆競(jìng)爭(zhēng)的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)。


宋云濤介紹,官方已在今年1月批準(zhǔn)中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆關(guān)鍵主機(jī)的立項(xiàng),并為這個(gè)“十三五”(2016年至2020年)計(jì)劃下的科研項(xiàng)目撥款60億元人民幣(12億新元),而整個(gè)中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆的建設(shè)工作,預(yù)計(jì)2030年前后啟動(dòng),并希望在2040年至2050年間實(shí)現(xiàn)發(fā)電。


宋云濤說(shuō),中國(guó)核聚變研究起步較晚,但“得益于地方政府和中央政府高度重視”,以及中國(guó)國(guó)內(nèi)加工制造業(yè)發(fā)展,近年來(lái)加快了進(jìn)程。


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4月24日,中國(guó)首座以創(chuàng)新為主題的場(chǎng)館——安徽創(chuàng)新館在合肥正式開(kāi)館。超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置、穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星等“高精尖”的科技創(chuàng)新成果模型集中亮相。圖為“人造太陽(yáng)”全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置模型。(中新社)


分析:中美貿(mào)易戰(zhàn)關(guān)鍵核心是兩國(guó)廣泛科技競(jìng)爭(zhēng)

隨著國(guó)力日漸強(qiáng)盛,中國(guó)科技發(fā)展也進(jìn)入快車(chē)道,近年來(lái)不斷宣布全球領(lǐng)先的科技成果,例如世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡“天眼”、下潛深度最深的載人潛水器“蛟龍?zhí)枴钡龋衲?月中國(guó)的“嫦娥四號(hào)”首次實(shí)現(xiàn)人類(lèi)探測(cè)器造訪月球背面。


中國(guó)在科技領(lǐng)域與美國(guó)等西方國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)也在升級(jí),不少觀察家認(rèn)為,持續(xù)一年多的中美貿(mào)易爭(zhēng)端背后的更關(guān)鍵核心是兩國(guó)廣泛的科技競(jìng)爭(zhēng)。


任何國(guó)家若率先實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電商業(yè)化,將在能源、經(jīng)濟(jì)、地緣政治等國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。有分析因此也把國(guó)際熱核聚變?cè)囼?yàn)堆等項(xiàng)目的進(jìn)展緩慢的原因之一,歸咎于各成員國(guó)不肯共享自身的關(guān)鍵技術(shù)。


針對(duì)中國(guó)在核聚變研究上面對(duì)的競(jìng)爭(zhēng),宋云濤受訪時(shí)不斷強(qiáng)調(diào),讓核聚變能源為人類(lèi)所用是“全球共同的夢(mèng)想”。


他說(shuō),中國(guó)的東方超環(huán)是世界聚變俱樂(lè)部的重要成員,它和擬建中的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆都向世界開(kāi)放,歡迎全球參與合作,“聚變是全世界人民的事情,不是某個(gè)國(guó)家的事情”。

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人造太陽(yáng)核聚變發(fā)電
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