在中國合肥一個實驗大廳里,有一座3層樓高的“鐵罐”。它叫EAST,是全世界最先進的探索可控核聚變的裝置之一。因為它的成功,中國人站在了核聚變研究的前沿。
可控核聚變或許是能源領(lǐng)域的最大指望。從上世紀60年代以來,利用磁約束實現(xiàn)可控核聚變(托卡馬克),是各種實驗路徑中最有希望的一種。中國從上世紀90年代開始實施大中型托卡馬克發(fā)展計劃。
十幾年前,全部用超導系統(tǒng)來形成磁場的裝置,世界上還沒有先例。中國科學家提交申請,在1998年得到國家項目,建造“實驗的先進的超導的托卡馬克”,簡稱EAST,設(shè)在合肥的中科院等離子體所。
磁場的快速變化讓超導體容易失去超導性。各種極端和復雜的條件,加之要讓各種復雜儀器集合在狹小的空間里正常工作,這些都使全超導托卡馬克的實現(xiàn)很困難。EAST的每一個子系統(tǒng),都需要更繁雜的系統(tǒng)來支持,而且需要各種新式的設(shè)計。
中國科學家克服困難。2006年,EAST實現(xiàn)了第一次“點火”——激發(fā)等離子態(tài)與核聚變。很快,它就實現(xiàn)了最高連續(xù)1000秒的運行,這在當時是前所未有的成就。
目前,EAST等實驗裝置仍然繼續(xù)在等離子體的參數(shù)如溫度、密度、持續(xù)放電時間上取得突破,成為國際上同類裝置優(yōu)先參考的樣板。
“我們的主要任務是對EAST空腔中等離子體做觀測和研究。”中科院等離子體所所長李建剛介紹說,圍繞EAST的科學家除了點火、等待、測量和計算,還要摸索未知的理論。
除了EAST,近年我國先后建成HT-7中型超導托卡馬克,HL-2A大中型常規(guī)導體托卡馬克。其中,HL-2A最高電子溫度達5500萬攝氏度,也達到國際先進水平。
憑借出眾的技術(shù)成就,中國科學家正在國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃中發(fā)揮核心作用。ITER是世界各大國合作的巨型全超導托卡馬克裝置,也是中國參與的最大國際科學計劃。
目前,根據(jù)同ITER組織達成的協(xié)議,中國承擔了ITER裝置近8%的采購包,包括包層壁、線圈導體等12個任務,基本涵蓋了ITER核心關(guān)鍵部件。其中一些制造任務由中科院等離子體所承擔。由于具備全超導托卡馬克裝置的研制經(jīng)驗,他們生產(chǎn)的ITER超導導體、屏蔽包層等部件的性能在合作七方中處于領(lǐng)先地位。
據(jù)介紹,近年來中國對核聚變能源研發(fā)投入幾乎成指數(shù)增長,積極政策的導向使核聚變能源研發(fā)處于空前發(fā)展時期。(記者 高博)
相關(guān)新聞
更多>>