前段時間,咱們報道了中國科學院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST (東方超環)實現了可重復的1.2億度101秒等離子體運行和1.6億度20秒等離子體運行,再次創造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄。
很多讀者都質疑這是用了什么材料,今天咱們就揭秘一下。
作為一切能量之源,太陽的內部每秒鐘會有6億噸氫聚合,產生5.95億噸氦,在這個過程中,缺失的500萬噸質量轉化為能量,等同于十億個萬噸級的氫彈。我們能否制造一個太陽呢?
為了這個計劃,楊青巍努力了37年。2020年9月,中國人研制的最新一代人造太陽正在進行最后的安裝。
事實上,人造太陽指的是一個被稱為托卡馬克的科學裝置。利用它,人們就可以模擬太陽內部的核聚變反應制造能量。這個過程中的溫度超過一億攝氏度,地球上沒有材料能夠經受得住這么高的溫度,而托卡馬克裝置把線圈像鳥籠一樣排布,由此形成的環形均勻磁場,可以將等離子體約束并懸浮在環形空間內,從而實現可控核聚變。
事實上,能夠制造出這個規模裝置的國家并不多,除中國外,只有美國、日本等少數國家。科學家們描述,可控核聚變比人類登上火星還難,它涉及眾多工程學、物理學、材料學等難題。
第一壁指的是反應進行的環形空間內壁,這個部件直接面對上一億攝氏度的燃燒的聚變等離子體,也被稱作防火墻,讓后面的部件不受到燒損。
高級工程師諶繼明花了八年的時間,做了上千次的實驗,終于找到了適合做第一壁的材料。為了兼顧導熱性能和性價比,諶繼明最終的方案是采用鈹、銅和不銹鋼組合的方式。
諶繼明團隊的研發和制造實力,同樣吸引了世界的關注。2025年,由諶繼明團隊開發的第一壁將正式用于ITER項目,那是由中國、美國、歐盟、俄羅斯、日本、韓國、印度七方共同建造的一個核聚變實驗堆,也是世界上最大的托卡馬克裝置,被稱為當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程。
可控核聚變,被認為是解決未來能源的重要選擇。中國人的計劃是建造一座中國聚變工程實驗堆CFETR,真正將可控核聚變產生的熱量利用起來發電。到那時,人造太陽產生的近乎無限的清潔能量,將會最終解決能源與環境的平衡,帶我們進入一個綠色發展的未來。
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