國家能源局主管    中國電力傳媒集團主辦
您的位置> 首頁->節能減排->行業資訊

德甲超级杯:“人造太陽”聚變力量照亮未來能源之路

德甲bvb09是哪个队 www.bsszo.icu 來源: 中國電力新聞網      日期:19.05.21

“人造太陽”聚變力量照亮未來能源之路

——解密我國受核聚變事業的前世今生

白宇

  《流浪地球》《復仇者聯盟》……在許多科幻電影中,核聚變往往成為終極能源被人類所掌握。近日,記者跟隨國務院國資委新聞中心組織的“科幻作家走進新國企”活動,來到位于四川省成都市的中核集團核工業西南物理研究院 (以下簡稱“核西物院”),近距離接觸現實版“人造太陽”的聚變力量,親身感受受控核聚變的前世今生。

  HL—2A助推我國躋身核聚變

  能源開發國際先進水平

  “核裂變是由重的原子核分裂為輕的原子核,釋放中子并發生鏈式反應;而核聚變則是裂變相反的核反應形式,由較輕的原子核變化為較重的原子核?!焙宋魑鐫涸撼ち跤辣硎?。

  資料顯示,目前在運核電站利用的核能均由核裂變產生,而核聚變釋放的能量比核裂變更大。在人工控制下的聚變為受控聚變,在受控情況下釋放能量的聚變裝置稱為聚變反應堆或聚變堆。

  劉永介紹,太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置,不斷地向外輻射能量,向地球輸送能源。由于受控核聚變裝置的基本物理原理與太陽內部核反應的機理相仿,所以這種裝置被形象地稱為“人造太陽”。

  當然,距離完全掌握受控核聚變技術還存在一段征程,但是人類從未停止對此項技術的探索,位于核西物院內的中國環流器二號A(HL—2A)就是最好的證明。

  據介紹,HL—2A是我國第一個帶偏濾器的大型托卡馬克聚變研究裝置,為我國受控核聚變研究提供了重要的實驗平臺。來到容納HL—2A的“車間”,巨大且復雜成為記者對該裝置的第一印象。仔細觀察,該裝置占地面積可達上百平方米,整體外形類似一個大型的輪胎,周圍鋪設的管路、線圈等各種輔助設備使整個裝置   多了幾分神秘的色彩。

  而這也僅僅是HL—2A的主體部分,據劉永介紹,HL—2A還有多個輔助系統分布于不同的廠房內。

  “中國環流器二號A的輔助系統包括5兆瓦電子回旋器加熱系統、3兆瓦中性束注入加熱系統、高性能計算機與數據處理系統以及30多種50余臺套診斷系統等?!繃跤啦鉤?。

  而基于HL—2A,我國在核聚變領域也取得了諸多成果。據介紹,HL—2A于2002年建成投入使用;2006年,HL—2A裝置等離子體溫度達到5500萬攝氏度,向聚變所需的億攝氏度高溫邁進了一大步;2009年,HL-2A裝置在國內首次實現了偏濾器位形下高約束模式運行,標志著我國已躋身核聚變能源開發國際先進水平。

  據記者了解,在高密度條件下,等離子體溫度一旦達到1億攝氏度以上,可使數目可觀的粒子具有足夠動能克服原子核間斥力而實現核聚變反應,產生可觀的聚變能。對此,劉永也透露,核西物院將于今年底建成中國環流器二號M裝置(HL—2M),屆時裝置內等離子體溫度將超過1億攝氏度,具備開展堆芯等離子體研究的條件。

  我國已制定“三步走”

  核能發展戰略

  那么受控核聚變作為未來能源有何優勢?針對這一問題,劉永向記者表示:“核聚變能是人類最理想的能源,其固有安全性較高,產生的放射性廢物極少,環境可接受性較為良好?!繃磽?,劉永介紹,核聚變反應的原料也極為充足。由于在所有核聚變反應中,氫的同位素氘和氚的核聚變反應最容易實現,而氘在海水中儲量極為豐富,從一升海水中提出的氘,在完全的聚變反應中可釋放相當于燃燒300升汽油的能量?! ?nbsp; 我國在上世紀50年代就開始了對核聚變的研究。隨后在1965年,核西物院在四川建立,成為了我國最早的聚變研究專業院所,并先后建立了角向箍縮、仿星器、磁鏡、反場箍縮等不同類型的裝置。

  上世紀70年代末到80年代初,我國開始對托卡馬克型裝置上進行了重點研究。1984年,在核西物院建成的中國環流器一號(HL—1)成為我國自主設計建造的第一個聚變大科學工程裝置,榮獲國家科學技術進步一等獎,標志著我國受控核聚變研究進入大規模物理實驗階段。

  而在上世紀90年代,我國也制定了熱堆、快堆、聚變堆的“三步走”核能發展戰略??梢運?,為了實現發展戰略中的第三步,我國科學家們已投入半個世紀時間去探索研究。

  當然,研究核聚變的事業并不是一路坦途?!昂司郾浼際躉姑媼僦疃轡侍獾卻頤僑ソ餼??!痹諤訃昂司郾溲芯磕殼暗鈉烤筆?,劉永坦言。

  “1億攝氏度以上的高溫、長時間約束在有限的空間中、足夠高的密度是受控核聚變的三大條件。而在如此高的溫度下,物質已經成為等離子體,這是除固體、液體和氣體之外的第四種形態,我們對于該形態的認知還有待加強,而如何約束等離子體,也成為核聚變實驗的重中之重。另外,還有核聚變裝置的材料選擇等方面的問題,都需要我們去探索研究?!繃跤辣硎?。

責任編輯:高慧君  投稿郵箱:網上投稿

附件:

  【稿件聲明】凡來源出自中國電力新聞網的稿件,版權均歸中國電力新聞網所有。如需轉載請注明出處,想了解 更多精彩內容,請登錄網站:德甲bvb09是哪个队。

相關新聞