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他们想在这个小岛上,造出一个“太阳”

2019-11-06 08:53:02 浏览量:4172

当技术成为影响改革的一个重要参数时,那些利用新技术和新形式来推动改革的创造者,以及那些知识密集型、智力密集型并推动中国实现创新驱动发展的新工人,就是新的权力集团。

今天,请让他们谈论他们的故事。

煤、石油和天然气这些化石能源给我们带来了现代文明,但它们的不可再生性以及由此带来的环境问题也给我们带来了巨大的麻烦和伤害。

解决办法是核聚变,这是人类能源的最终目标。这与太阳的能量相同。

这也是中国科学院等离子物理研究所研究人员对未来的想象。在蜀山湖畔的东圃岛上,他们为了这个目标已经研究了几十年,这个岛也被称为科学岛。

他们想在这个小岛上建造一个“太阳”。

什么是核聚变?

核聚变是一个过程。

我们都知道原子是组成物质的小颗粒,是不能通过化学反应分离的最小颗粒,但是原子内部并不简单。

以最小的原子氢原子为例,一个原子有一个原子核和一个电子。原子核体积很小,但质量却非常大,所以它可以紧紧地束缚质量非常小的电子,让它们围绕原子核运动。

在某些条件下,两者会相互靠近,相互吸引,相互碰撞,原子核会聚合,从而产生新的更重的原子核,并释放出高能中子。

这种中子携带核聚变产生的极高能量。

太阳的能量来自它内部的核聚变反应。

核聚变能带来什么好处?

中国科学院等离子物理研究所研究员丁锐说:“我们选择的核聚变材料是氘和氚。氘可以直接从海水中提取,氚也可以手工制备。”

地球上极其丰富的海水将成为人类的能源。

" 1升海水=300升汽油。"丁锐的介绍。

然而,当核聚变反应堆实现时,就没有必要担心能源问题。人类赖以生存和发展的基础将完全改变。

如何实现核聚变?

目前,被认为最有前途的人造可控核聚变是磁约束核聚变。其中,最有希望实现商业利用的概念是称为“tokmak”的装置。

在科学岛上,几十年来,中国科学院等离子物理研究所的研究人员一直在悄悄地探索这条道路。

从1992年起,两年内总共有46节火车车厢从俄罗斯运出。"他们计划给其他国家一个半超导托卡马克装置,然后制造一个更大的装置."老导演霍玉萍说:“那就给我们吧。”

三年半后,研究人员组装了他们自己的半超导托卡马克装置,合肥超环ht-7。

合肥超环ht-7投入运行后不久,研究人员提出了另一个大胆的想法:为所有超导分流器建造一个更先进的托卡马克装置。

合肥超环ht-7是半超导的,但完全超导?当时,世界上没有一个国家开发出完整的超导装置。

今天,岛上有一个直径8米、高度11米的装置,看起来像一个巨大的锅炉。这是世界上第一个完整的超导非圆形截面核聚变实验装置,东方,他们已经独立设计和建造了10年。

2006年9月26日,东方超级环建成并退役。10月16日,第21届世界聚变能源会议在成都举行。时任等离子研究所所长的万·袁熙院士第一个向大会报告并宣布了东方超级环建设的成就。600多名国际聚变专家学者起立祝贺中国完成东方超级环。

如何实现核聚变?

当我们自己的实验装置建成后,从“实验”到“应用”还有多远?

核聚变反应需要三个控制条件,即温度、密度和时间。

"如果离子意外流失,它们会从哪里来?"丁锐解释道,“所以温度乘以密度乘以约束时间就是核聚变的三重乘积。只有达到一定的值,才能实现聚变点火。”

东方超级戒指被用来进行如何有效地增加这个值的实验。

2017年7月,东方超级循环实现了101.2秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行。迄今为止,这一记录一直保持着世界领先地位,从未被超越。

2006年,“尚道”研究员丁锐,一位80后的研究员,带领团队对等离子体和材料之间的相互作用进行了研究。他们的主要工作是“如何延长材料的使用寿命,减少对等离子体性能的影响”。

“核聚变需要被控制在上亿度的高温下,没有任何物质能够承受。虽然我们用磁场限制等离子体,但仍有一些等离子体会与材料接触,一般材料无法承受这种冲击。所以我想尽量减少对材料的损害。”

东方超级环内部的实验模拟

丁锐说,尽管实现核聚变是一个崇高的理想,但大部分时间都是默默无闻的艰苦工作。它不得不忍受孤独和疲劳,放弃一些娱乐和同龄人的享受。

然而,他仍然喜欢它,“我喜欢探索工作,对未知事物有强烈的好奇心。这份工作也能给我带来极大的快乐和满足。”

恐怕没有人知道核聚变将在何时何地进行。然而,这个过程中的每一个发现和思考,每一个未知的足迹,都是未来的一线曙光。

因为坚持,才会有结果;我们不应该看到结果,而应该坚持下去。

这就是中国科学家追求核聚变的方式,并将继续这样做。

内容来源:全媒体编辑部

制作人:毕玉才、童怀、周李文、刘坤

规划:刘文佳、王子墨、叶乐峰、蒋新军

总体规划:昌河

导演:刘宇航

正文:蒋一铭、刘宇航、昌河

照片:刘宇航和蒋一铭

设计:周亦萱

翻译:王千

致谢:中国科学院等离子物理研究所

责任:王子墨

编者:孙岱

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