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用核聚變塑造另一個(gè)“太陽” 可再生能源再迎利好
【中國化工儀器網(wǎng) 行業(yè)動(dòng)態(tài)】來自媒體日前報(bào)道消息,“人造太陽”近日取得重大突破,實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦。在眾多業(yè)界人士看來,隨著這一聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行迎來重大突破,利用核聚變催生清潔能源的愿景也就更近了一步。
11月12日中科院等離子體所發(fā)布消息,磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“人造太陽”迎來重大突破:近期實(shí)現(xiàn)1億攝氏度等離子體運(yùn)行。“人造太陽”又稱為“熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃”,利用核聚變產(chǎn)生的巨大能量,即使在地球資源枯竭的狀態(tài)下也能*提供清潔能源。 核能,也被稱之為原子能,是能源家族的新成員。作為資源來講,它是無限的同時(shí)又是清潔的。從原料來看,核聚變所需的氘氚在海洋中幾乎可以說取之不盡用之不竭,而且核聚變過程中并不會(huì)產(chǎn)生任何輻射廢料,因此極其環(huán)保。因而長(zhǎng)期以來被科學(xué)家認(rèn)為是未來人類能源之一,可以大規(guī)模生產(chǎn)。 首先是氫核發(fā)生一系列聚變,然后釋放出巨大能量。不過,其外型雖然像火爐,但是其能量釋放的原理卻和太陽一模一樣。把一團(tuán)火球——上億度的等離子體,用磁的方法把它懸浮起來,跟周邊的任何容器材料不接觸,這個(gè)時(shí)候就可以把它加熱、控制,進(jìn)而造出太陽。而EAST外形像一個(gè)甜甜圈,它使用超導(dǎo)體,以小的能耗獲取磁場(chǎng)。據(jù)相關(guān)資料顯示,該裝置高11m、直徑為8m,而重量則高達(dá)400噸。 之后一定技術(shù)將這些能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化。如果把氣體加熱到上億度,它就會(huì)發(fā)生聚變,可以像太陽一樣發(fā)出巨大的能量。而在穩(wěn)定核聚變中,1億度的溫度可以說是其中極為基礎(chǔ)的一環(huán),因?yàn)橹挥兄行臏囟冗_(dá)到了1億度,核聚變才有可能發(fā)生。目前,得益于受控核裂變技術(shù)的發(fā)展,我國裂變能的應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商用化。隨著近幾年的一些技術(shù)突破,核聚變的到來變得越來越近,按照目前樂觀預(yù)期,在本世紀(jì)前,穩(wěn)定核聚變將成為可能。 被寄予大希望的核聚變實(shí)驗(yàn)方案叫“托卡馬克”——用*的磁場(chǎng)約束高溫的核燃料。EAST又稱東方超環(huán),是中國研制的個(gè)非圓截面全超導(dǎo)“托卡馬克”。作為我國第四代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,繼去年創(chuàng)造了101.2秒高約束模等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄后,EAST再次實(shí)現(xiàn)了高約束、高密度、高比壓的*非感應(yīng)先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式。通過優(yōu)化穩(wěn)態(tài)射頻波等多種加熱技術(shù)在高參數(shù)條件下的耦合與電流驅(qū)動(dòng)、等離子體先進(jìn)控制等,實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦。 其獲得的實(shí)驗(yàn)參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件,朝著未來聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步。因?yàn)榉€(wěn)態(tài)高約束運(yùn)行模式是熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃的基本運(yùn)行模式,也是未來反應(yīng)堆需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。作為目前世界上具備這兩大特色的且具有長(zhǎng)脈沖運(yùn)行能力的全超導(dǎo)托卡馬克,EAST的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式將為ITER和未來核聚變反應(yīng)堆提供重要參考。 據(jù)悉,EAST是中科院等離子體所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有*知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。而這一實(shí)施結(jié)果將決定人類能否迅速地、大規(guī)模地使用聚變能,從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進(jìn)程。在眾多業(yè)界人士看來,一旦人造太陽建造完成后,我國也將成為擁有1000兆瓦的核聚變電站的國家。同時(shí),這也將直接開啟第四次工業(yè)革命時(shí)代。