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我国新一代“人造太阳”实验装置首次成功放电

来源:网络整理 作者:新闻资讯网 人气: 发布时间:2018-11-19
摘要:我国新一代“人造太阳”实验装置首次成功放电

我国新一代“人造太阳”实验装置首次成功放电


    9月28日,中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。 图为新一代热核聚变装置EAST放电过程图像(9月28日摄)。新华社记者 李健 摄

我国新一代“人造太阳”实验装置首次成功放电


这是我国新一代热核聚变装置EAST(俗称“人造太阳”)(9月28日摄)。



  新华网合肥9月28日电 (记者程士华、喻菲)我国最新一代核聚变实验装置“EAST”(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)28日在安徽合肥首次放电,成功获得了电流超过200千安、时间近3秒的高温等离子体放电。

  EAST大科学工程总经理万元熙介绍说,目前放电实验还在进行当中,各项实验参数还在不断提高,显示了EAST装置具有良好的整体性能。实验结果将提交近期由国际原子能机构在中国成都举行的第21届国际聚变能大会。 EAST成为世界上第一个建成并正式投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平。

  工艺鉴定组专家、中科院基础科学研究局金铎研究员在新闻发布会上宣布,EAST通过国家“九五”大科学工程工艺鉴定。

  稳态运行的核聚堆产生能量的方式和太阳产生能量的方式相同,都是由原子核聚变放出巨大能量,因此稳态运行的核聚变堆也被俗称为“人造太阳”。EAST大科学工程总经理万元熙研究员说,未来稳态运行的热核聚变反应堆投入商业运行后,能提供无限的、洁净的、安全的能源,将使人类未来数亿年的能源问题得到彻底解决。

  根据设计,EAST产生等离子体最长时间可达1000秒,温度将超过1亿度。该装置的建设由中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担,历时8年、耗资2亿人民币。

  万元熙研究员介绍说,EAST集全超导和非圆截面两大特点于一身,且具有主动冷却结构,能产生稳态的、具有先进运行模式的等离子体,国际上尚无成功建造的先例。其科学目标是通过实验研究,为未来建造稳态、高效、安全的聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础。

  专家说,EAST比国际热核聚变实验堆ITER在规模上小很多,但两者都是全超导非圆截面托卡马克,即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的,而EAST至少比ITER早投入实验运行10年至15年。因此,无论从人才培养和奠定工程技术及物理基础的角度上说,EAST都将为ITER计划做出重要的、实质性的贡献,并进而为人类开发和最终使用核聚变能做出重要贡献。

  据了解,ITER是目前世界上最大的国际间科技合作项目之一,总投资约46亿欧元,其目标是要建造可控制的核聚变实验反应堆。

  人造太阳又近了一步 电入寻常百姓家要等50年(人民日报)

  9月28日,合肥科学岛,洋溢着成功的喜悦……     

“真空”,“正常”;“低温”,“正常”……在一串串指令对话中,我国最新一代核聚变实验装置“EAST”(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)首次放电,成功获得电流超过200千安、时间近3秒的高温等离子体放电。“EAST”成为我国自行设计的、目前世界上能让等离子体运行时间最长的核聚变实验装置。

全人类离“人造太阳”又近了一步

解惑

    “人造太阳”什么样?像太阳一样释放能量的核聚变电站

“太阳可以人造吗?”“人造太阳”什么样?面对一些公众通俗化的“曲解”,“EAST”项目总负责人万元熙研究员耐心地解释,“EAST是为建造‘人造太阳’进行实验的装置。‘人造太阳’并不是像太阳一样悬挂在天空,而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站,它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量,进而发电。”

太阳上面巨大的能量来自于什么?核聚变反应。核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核,并释放出能量的过程。自然界人们最熟悉的聚变反应是氢的同位素氘(dao)和氚(chuan)的聚变。这种反应已在太阳上持续了50亿年。“如果发明一种能够承受上亿摄氏度的高温并且能够控制氘和氚聚变稳定持续输出能量的装置,那就相当于发明了一个‘人造太阳’,能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。”万元熙介绍说,这就是人造太阳的原理。

万元熙告诉记者,这种受控热核聚变反应,正在两条途径中迅速发展。其中一条途径就是造出各式各样的磁容器来,其中有一类磁容器叫做托卡马克,正是在这一类的托卡马克聚变装置上面,科学家的研究发明可以把氘氚的聚变燃料加热到4亿到5亿摄氏度的高温区,然后发生大量聚变反应。然而目前从加热到实现聚变反应只有几秒钟的短暂时间。而走向稳态运行才是未来的聚变反应堆所需要的。

EAST装置应运而生。“这个装置最大的特点就是为了把托卡马克已取得的巨大进展过渡到稳态运行,为未来实现真正的人造小太阳做出重要贡献。”万元熙说,科学家们正努力争取在未来的5到10年内,实现放电持续时间达到1000秒,温度超过1亿摄氏度的设计目标,实现放电装置的稳态运行,为未来建设稳态先进安全的核聚变反应堆提供工程技术和物理基础。

    揭秘

    EAST装置有什么特点?集全超导和非圆截面于一身,国际上尚无成功建造的先例

内墙直径7.62米,高11米,总重量410吨的EAST装置,从内到外一共由五层部件构成,每层都起到隔热保温作用,最内层的环行磁容器像个巨大的游泳圈。一旦进入实验状态,“游泳圈”内部将达到上亿摄氏度的高温,这也正是模拟太阳核聚变反应的关键部位。通过磁力线的作用,等离子体被约束在 “游泳圈”中运行,发生聚变反应。

万元熙介绍说,EAST集全超导和非圆截面两大特点于一身,且具有主动冷却结构,能产生稳态的、具有先进运行模式的等离子体,国际上尚无成功建造的先例。EAST的规模、性能都远超出它的“前辈”,能使等离子稳定运行的时间达到1000秒以上,获得1亿摄氏度以上的高温。该装置的建设由中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担,历时8年、耗资2亿人民币。如今EAST装置投入运行,进行正式放电实验。“是世界上第一个建成的具有非圆截面的全超导托卡马克,然而我们的花费却只到世界上同类装置的1/15或1/20。”万元熙自豪地说。

  意义

和普通的核电有什么不同?EAST实验装置商业运行后发电量够用数亿年

“我们的使命就是赶在石油、煤等化石能源枯竭之前,找到可以替代的新能源。”中科院等离子体研究所李建刚所长雄心勃勃地说。他所仰仗的正是这个巨大而复杂的EAST超导托卡马克。

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