遙掛在天空之上的太陽也能夠人工制造嗎?所謂的人造太陽到底是什么?
國家重大科技基礎設施EAST人造太陽核聚變實驗裝置再次傳來了好消息,取得了一重大突破,實現了可重復的1.2億度101秒等離子體運行和1.6億度20秒等離子體運行。
這可真是一大好消息,那么這里的人造太陽指的是什么,真的是太陽嗎?
在國際上有一個叫做熱核聚變實驗堆的計劃,也是目前世界上規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,被稱為ITER,共同承擔這個計劃的7個成員是歐盟、中國、美國、韓國、俄羅斯、日本和印度。
ITER裝置是一個能夠產生大規模核聚變反應的超導托克馬克,也被稱為人造太陽,為什么會叫這個人造太陽呢?
太陽的能量就是來自于核聚變,并且給地球帶來能量,而我們超導托克馬克就是利用的核聚變反應,因此就被我們叫成了人造太陽,并不是就建造出了太陽。
而之所以要做核聚變的研究,是因為能源問題,這也是世界各國共同需要面對的問題,因此就有了ITER計劃,為解決人類未來能源問題并開展的重大國際合作計劃,和不可再生能源以及常規清潔能源不同,核聚變的資源無限,不會污染環境,也不產生高放射性核廢料,有著很多的好處,要是能夠深入研究,對人類的發展畢竟有著巨大的幫助。
那會有人問了,不是說ITER計劃,為什么中國傳出的好消息是EAST呢?
這就要說中國有關核聚變的發展了,在1991年,中國開展了超導托卡馬克發展計劃,在1994年,就建成并運行了世界上同類裝置中第二大的HT-7裝置,也是中國首個超導托卡馬克實驗裝置,在1995年正式投入試驗運行,自此中國成為了世界上繼俄法日之后的第四個擁有托卡馬克的國家,有了HT-7基礎之后,我國就立項了大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置HT-7U,在之后更名為EAST,到2006年,全面且優質的正式完成了,這就有了我們的EAST裝置。
在2006年我國也正式和其他6位成員,簽訂了ITER計劃協定。
EAST是我國自主設計、研制并是世界上第一個全超導托卡馬克,這就是我國的“人造太陽”,形似ITER,而規格則要小上很多,也為我國加入ITER計劃,奠定了基礎,因為加入了ITER計劃就能夠平等地分享此前核聚變研究發達國家在這方面的背景知識產權資料,在這也能夠快速提升我國在這方面的研究水平,實現和世界先進水平的基本同步,畢竟在早前,可謂是有著10年左右的差距的,第三點則是有助于我國人才的培養。
功夫不負有心人,在加入ITER計劃之后,我國在核聚變研究領域有了飛速的發展,并且在之后,還建設了環流器二號M裝置,也是中國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置,有了這個平臺,中國就能更好的消化吸收ITER技術。
此次中國的EAST全超導托卡馬克核聚變實驗裝置,直接創造了世界記錄,實現了能夠重復1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行,就原來的記錄是韓國創造下來的,在超過1億攝氏度的情況下維持了20秒鐘,此次中國直接超越原有紀錄的5倍,這樣的進步是一大跨越。
在去年,就曾有EAST的消息傳來,消息顯示是對裝置啟動升級的改造,如今經過一年,性能已經有了大幅度提升,其中就有攻克了穩態高動率加熱、完全非感應的高電流驅動、高精度等離子體實時控制等一系列的技術難題。
那么此次的突破,對我國來說有著什么意義呢?
前面說了,此次的突破是在原有的世界紀錄上提高了4倍,也就表明中國的EAST裝置的綜合研究能力獲得了重大突破,更標志著我國在穩態高參數磁約束聚變研究領域引領國際前沿,為我國自主建造聚變工程實驗堆提供了堅實的科學技術基礎。
而EAST裝置是國際上唯一具備和ITER類似的加熱方式以及偏濾器結構的磁約束核聚變實驗裝置,更成為唯一能在百秒量級條件上全面演示和驗ITER未來400秒科學研究的實驗裝置。
在未來,EAST將可能會對國內外聚變同行全面開放,結合國內外聚變的科學、技術和人才優勢,深入開展磁約束聚變的科學和技術研究,也為人類做出更大的貢獻。
畢竟能源問題,是全世界都要面對的。