能源緊缺、環境汙染,全球對清潔能源需求增大。分析指中國在核聚變領域的研究已進入世界領先行列,而率先實現核聚變能源商用,將讓中國擺脫能源製約,在經濟、地緣政治等國際競爭(zheng) 中占據優(you) 勢。
我們(men) 希望通過東(dong) 方超環,擴大國際合作,實現未來核聚變能為(wei) 人類所用。——宋雲(yun) 濤
誇父逐日的中國神話故事講述古人戰勝自然的願望,中國科學家如今正締造新的科技神話——建造一個(ge) 能釋放無限能量的人造太陽,讓中國在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,中國在核聚變領域的研究已進入世界領先行列,而率先實現核聚變能源商用,將讓中國擺脫能源製約,在經濟、地緣政治等國際競爭(zheng) 中占據優(you) 勢。
由中國科學家自主研發的人造太陽又叫“東(dong) 方超環”,建在安徽合肥市郊的科學島上。它是一個(ge) 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,簡稱EAST),能讓氘和氚在超高溫條件下像太陽一樣發生聚變,產(chan) 生大量能量。
主原料是海水 比現核裂變發電安全
麵對能源緊缺、環境汙染,全球對清潔能源需求增大。核聚變的主要原料是海水,也比現有的核裂變發電安全,因此被視為(wei) 清潔能源的未來,有人也將它稱為(wei) “能源聖杯”。據科學家估計,一升海水能產(chan) 生的聚變能源相當於(yu) 500升汽油所能產(chan) 生的能量。
各國科學家數十年來建設各種俗稱“人造太陽”的核聚變實驗裝置,但目前尚無法實現核聚變能源為(wei) 人類所用。這些裝置要真正實現發電,必須能達到上億(yi) 度高溫、長時間穩態運行,並且具有可控性。
目前來看,中國研發的“東(dong) 方超環”在穩定性上已是全球領頭羊。2017年,它成功實現了101.2秒穩態運行,成為(wei) 全球首個(ge) 可以穩定運行長達100秒以上的裝置。
一些西方科學家認為(wei) ,這項突破顯示中國聚變研究的發展速度已領先其他國家。東(dong) 方超環國際顧問委員會(hui) 當時評估,該設施是“國際磁約束聚變裝置中最前沿的,並且是未來五年間世界上唯一有能力實現400秒長脈衝(chong) 高性能放電的聚變裝置”。
由中科院建造的中國人造太陽“東(dong) 方超環”位於(yu) 安徽合肥,是一座巨大的環形金屬裝置,該裝置去年底取得1億(yi) 攝氏度高溫的實驗突破。(楊丹旭攝)
實現1億攝氏度運行 是太陽核心溫度六倍
去年11月,東(dong) 方超環又在溫度上取得突破,成功實現電子溫度1億(yi) 攝氏度等離子體(ti) 運行,相當於(yu) 太陽核心溫度的六倍。
這些突破成為(wei) 中國實現“聚變夢”的重要裏程碑,也讓中國在核聚變研究領域躋身全球第一梯隊行列,為(wei) 其他反應堆提供重要參考。
參與(yu) 中國核聚變研究的中國科學家宋雲(yun) 濤近日在一場媒體(ti) 參觀活動上受訪時說:“我們(men) 希望通過東(dong) 方超環,擴大國際合作,實現未來核聚變能為(wei) 人類所用。”
宋雲(yun) 濤是中國科學院合肥研究院院長助理、合肥研究院等離子物理研究所常務副所長。這個(ge) 成立於(yu) 1978年的研究所,是中國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。
中國這些年來在核聚變領域展露雄心,不僅(jin) 活躍於(yu) 相關(guan) 研究的國際舞台,也為(wei) 自身的“聚變夢”製定了清晰的路線圖。
中國目前同美國、俄羅斯、歐盟、日本、韓國、印度,都是國際熱核聚變實驗堆(ITER)的七大成員國之一。這個(ge) 位於(yu) 法國南部的項目,是人類目前在核聚變研究上最大規模的國際合作,中國除了為(wei) 項目提供部分資金,也承擔設計修改、部件製造等工作。
12億元打造
聚變實驗堆關鍵主機
在中國國內(nei) ,官方也投入大量資源,計劃建設一個(ge) 能與(yu) 國際熱核聚變實驗堆競爭(zheng) 的中國聚變工程實驗堆(CFETR)。
宋雲(yun) 濤介紹,官方已在今年1月批準中國聚變工程實驗堆關(guan) 鍵主機的立項,並為(wei) 這個(ge) “十三五”(2016年至2020年)計劃下的科研項目撥款60億(yi) 元人民幣(12億(yi) 新元),而整個(ge) 中國聚變工程實驗堆的建設工作,預計2030年前後啟動,並希望在2040年至2050年間實現發電。
宋雲(yun) 濤說,中國核聚變研究起步較晚,但“得益於(yu) 地方政府和中央政府高度重視”,以及中國國內(nei) 加工製造業(ye) 發展,近年來加快了進程。
4月24日,中國首座以創新為(wei) 主題的場館——安徽創新館在合肥正式開館。超導托卡馬克實驗裝置、穩態強磁場實驗裝置、“墨子號”量子科學實驗衛星等“高精尖”的科技創新成果模型集中亮相。圖為(wei) “人造太陽”全超導托卡馬克實驗裝置模型。(中新社)
分析:中美貿易戰關鍵核心是兩國廣泛科技競爭
隨著國力日漸強盛,中國科技發展也進入快車道,近年來不斷宣布全球領先的科技成果,例如世界最大單口徑射電望遠鏡“天眼”、下潛深度最深的載人潛水器“蛟龍號”等,今年1月中國的“嫦娥四號”首次實現人類探測器造訪月球背麵。
中國在科技領域與(yu) 美國等西方國家的競爭(zheng) 也在升級,不少觀察家認為(wei) ,持續一年多的中美貿易爭(zheng) 端背後的更關(guan) 鍵核心是兩(liang) 國廣泛的科技競爭(zheng) 。
任何國家若率先實現核聚變發電商業(ye) 化,將在能源、經濟、地緣政治等國際競爭(zheng) 中占據優(you) 勢。有分析因此也把國際熱核聚變試驗堆等項目的進展緩慢的原因之一,歸咎於(yu) 各成員國不肯共享自身的關(guan) 鍵技術。
針對中國在核聚變研究上麵對的競爭(zheng) ,宋雲(yun) 濤受訪時不斷強調,讓核聚變能源為(wei) 人類所用是“全球共同的夢想”。
他說,中國的東(dong) 方超環是世界聚變俱樂(le) 部的重要成員,它和擬建中的中國聚變工程實驗堆都向世界開放,歡迎全球參與(yu) 合作,“聚變是全世界人民的事情,不是某個(ge) 國家的事情”。
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