2016年中国核聚变的里程碑
发布时间:2016-12-11 10:02:42   文章栏目:我爱你中国   浏览次数:1840

2016年中国核聚变的里程碑

    聚变核能是一种全新的能源形式,未来它有望彻底解决人类的能源问题。日前,由我国自主研发制造的核聚变核心部件,在国际上率先通过权威机构认证,这也是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。

“人造太阳”核心部件首获国际认证

  央视记者 吴杰:我身边摆放的是我国科研人员通过12年时间研制成功的全新材料。不久,它就将送往欧洲参与到国际热核聚变实验堆的工程建设当中。这个工程还有一个更加形象的名字:叫做人造太阳。而这块材料,将构成这个人造太阳里最为核心的结构。

国际热核聚变实验堆计划,英文简称ITER,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。由于热核聚变实验堆产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似,因此也有了“人造太阳”的美名,而要构建起“人造太阳”的核心,这就需要特殊的材料筑起一道“防火墙”,来抵御装置内部上亿度的高温环境。

      核工业西南物理研究院副院长 段旭如:现在(金属)钨,可以耐三千多度,但是我们讲的上亿度的高温,是我们的聚变装置的芯部,它可以达到上亿度。它的主要作用一个是要保护它外部的一些部件和设施,另外把这个有些能量通过它吸收以后,把它带走。

在整个国际热核聚变实验堆计划中,有多个国家在研制这样的高温核心材料,而中国科学家承担研制的这种材料,处于反应堆最核心位置,直接面对高温聚变物质,因而被成为反应堆的“第一壁”。ITER的设计方案要求,第一壁要承受每平米4.7兆瓦的热量,这几乎可以瞬间将一公斤的钢铁融化。

 

      核工业西南物理研究院聚变堆与材料研究室主任 谌继明:实际上ITER的专家,心里头也没底,到底这个能不能耐得住这个4.7兆瓦每平方米的热度。通过我们自主研发的部件,我们成了世界上第一家通过高热负荷实验认证,也可以说我们率先拿到了生产许可证。所以这对ITER来说是个很大的贡献。

  核聚变:人类未来能源问题的希望

  说到核能,大家都会想到核电站。目前核电站主要是把比较重的原子,分裂成较轻的原子而释放能量,这个反应过程被称为核裂变。核聚变的反应过程则正好与此相反,那么,为什么核聚变会被看做是人类未来能源的希望所在呢?

每天照耀地球的太阳,它的光和热就来自于自身内部缓慢持久的核聚变。因此,在人工控制下实现稳定的核聚变的设施,也就自然地被成为“人造太阳”。和普通能源相比,核聚变的优势明显,首先,燃料的来源非常丰富。

  核工业西南物理研究院副院长 段旭如: 因为核聚变它的能源呢,主要是氢的同位素,氘和氚它们剧烈反应,像氘在海水里面是很丰富的像一升海水里面的氘,如果它全部聚变反应的话,产生的能量,它相当于燃烧三百升汽油产生的能量。这是一个方面,另一个方面,它的环境可接受性比较好,因为聚变反应,产生的产物是氦,氦本身不具有放射性。

能量巨大又安全环保,核聚变一直以来被人们视为解决未来能源问题的希望。早在1952年,人类就实现了人工核聚变,只不过使用的是这样的方式。

      氢弹的巨大能量正是来自核材料剧烈的聚变反应,但这样的瞬间释放只能带来毁灭性的效果,如何让这样的能量在人的控制下缓慢有序地释放出来,这是在第一枚氢弹爆炸后的64年里人类一直在试图攻克的课题。

  核工业西南物理研究院副院长 段旭如:但是实际上在这个研究过程中发现挑战,有很多挑战,还没有解决 靠一个国家的实力来攻克,现在还有难度。

  为了解决这一难题,中国、美国、俄罗斯、欧盟、日本、韩国、印度,七方投资超百亿美元,建设了这个国际热核聚变实验堆。按照计划,它将在2019年建成,2035年实现点火运行,成为未来商用核聚变反应堆设计制造的样板。

 

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