admin 1月/ 22/ 2020 | 0

万搏体育手机客户端-中核集团:“人造太阳”渐行渐近

以前在科幻小说中出现的“人造太阳”,真的要成为现实了!

近期,两条中国核工业集团(简称中核集团)的新闻在国内外引起了广泛关注。

其一,中核集团宣布,新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”,预计于2020年投入运行。

其二,国际热核聚变实验堆(ITER)主机安装一号合同(TAC1)在京签约,中核集团牵头签订ITER迄今为止金额最大工程合同。

这两条新闻中的“关键词”,就是“人造太阳”。前者将为人类制造“人造太阳”提供重要技术支撑,后者将开启我国为“人造太阳”安装“心脏”的全新征程。

什么是“人造太阳”,有什么用,目前发展的情况如何?

目前,世界人口数量已经接近76亿,伴随人口增长和经济发展,能源需求将持续增长。然而,地球化石燃料的储量有限,寻找未来能源成为当务之急。

万物生长靠太阳,无论是传统的煤炭、石油、天然气这样的化石能源,还是风能、生物能这样的新型能源,其本质都是太阳能。而太阳的能量,科学家们早已探明究竟:来自其内部的核聚变反应。

那么,我们是否可以模拟太阳产生能量的原理,研发可控核聚变技术,从而制造“太阳”呢?

专家的回答是肯定的:不仅可以,而且是必须。

“可控核聚变是目前人类认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。”中核集团核工业西南物理研究院院长段旭如表示。

从必要性来说,化石能源不可再生且有污染,风能、水能不稳定,核裂变能原料有限、核废料有放射性污染。因此,势必需要寻找一个资源丰富、清洁高效的新能源。而目前,最有可能担当这一角色的只有可控核聚变能。

从可行性来说,核聚变的原料是氢的同位素(氘和氚),在地球上含量丰富。“氘在海水中储量极大,1公升海水里提取出的氘,在完全聚变反应后,可释放相当于燃烧300公升汽油的能量;而氚可通过中子与锂反应生成,在地壳和海水中,锂都是大量存在的。”段旭如说。不仅如此,可控核聚变不排放有害气体,有利于解决当前的环境污染问题。

正如太阳造福于整个地球,“人造太阳”的研制,将为人类带来巨大福祉。但是其技术挑战大,研发困难重重,因此需集全球之力共同来攻克。

基于此,国际热核聚变实验堆(ITER)计划2006年应运而生,由中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国和印度七方参与,计划在法国南部普罗旺斯地区共同建造一个电站规模的聚变反应堆,也是世界上最大的托卡马克装置。ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科技合作项目之一,凝聚了国际聚变界多年来的研究成果,以及国际聚变界的技术力量。

中国环流器新一号。中核集团供图

中国环流器2号。中核集团供图

中国环流器2号。中核集团供图

图片为中国环流器一号。中核集团供图

“该项目也是中国以平等身份参加的最大的国际科技合作项目。其中,中国承担了大约9%的采购包研发任务。”段旭如表示,“签署这个计划,正是希望集中全世界的科技力量,共同攻克难题。”

“我国这些年磁约束聚变研究进展得益于参加ITER计划。”段旭如说,参加ITER计划10多年来,利用这一良好国际合作平台,在国家有关部委的大力支持下,我国的核聚变研究得到了高质量发展,磁约束核聚变研究从过去的跟跑步入了并跑阶段,部分技术达到了国际领先水平。

中国的参与,也推动了ITER计划的快速发展。参加ITER计划以来,中国积极参与ITER建设,承担着ITER诸多核心部件研发制造(采购包)任务。目前中国承担的ITER采购包,不管是在研发进度还是在完成质量方面,都处于七方的前列,为ITER建设贡献了中国力量与智慧。在国际聚变舞台上,中国有了更大的话语权。

除了承担中方承诺的任务外,中方还积极争取ITER其它关键任务,如去年9月,中核集团牵头拿下了ITER迄今金额最大的主机总装1号合同(TAC1)。这个工程安装的是ITER装置最重要的核心设备,其重要性相当于核电站的反应堆、人体里的心脏。这是有史以来中国企业在欧洲市场中标的最大核能工程项目合同。

“通过国际竞标拿到了ITER项目最核心部分的安装工程,证明我们的团队在世界上是领先的。”中核集团董事长余剑锋表示。

“从ITER计划的进展以及国际核聚变发展进程看,我们有信心到本世纪中叶实现可控的核聚变发电。”段旭如也充满信心。

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