原标题:“四川智慧”破解世界最大科学合作工程核心部件
人造太阳有望2050年点亮你家灯泡
↑10月19日,核工业西南物理研究院内的中国环流器二号装置。
想象着有一天,当地球资源面临枯竭的时候,人类是否可以使用“人造太阳”来获取能源?
一个集结了包括中国在内的30多个国家的顶尖科学家,目前世界上最大的科学合作工程——国际热核聚变实验堆计划(简称“ITER”)正在有条不紊地进行着。由于项目模拟自太阳内部的核聚变原理,这个工程还有一个更加形象的名字:“人造太阳”。
视线转移到成都,在双流区黄荆路5号——核工业西南物理研究院,一个多达500人的团队正在为这个项目夜以继日地忙碌着。
去年10月,由“四川团队”自主研发制造的国际热核聚变核心部件“第一壁”,在国际上率先通过权威机构认证。这是“四川智慧”对这个被誉为人类历史上伟大事业之一的项目做出的重大贡献。
10月20日,记者走进这个团队,深度探访“人造太阳”项目背后的“四川力量”。
↑磁约束核聚变示范堆示意图
能量之大
攻关1亿℃高温实现等离子体可控核聚变
万物生长靠太阳。作为太阳系的主星,太阳内部时刻不停地发生着核聚变反应,为地球提供了源源不断的光和热。
怎样才能实现“人造太阳”?科学家想了一个办法,就是把一团上亿℃的等离子体火球,用磁场把它悬浮起来,跟周边的任何容器材料不接触。这时,就可以对它加热、控制,进而实现“受控的核聚变”,实现“人造太阳”。
等离子体天性“放荡不羁”,更喜欢漂泊不定。如何让其乖乖“受控”?在核工业西南物理研究院,有一个专门的装置来盛放这一团火球,它就是中国环流器二号A托卡马克装置。其主体呈甜甜圈状,边缘四周延伸出数十个“触角”,形似一颗颗星星。装置内部,由无数根铜导体线圈产生一个封闭的磁场,用来约束分散等离子体的行为。
如果把试验装置看成一个微波炉,核工业西南物理研究院研究员、高级工程师黄梅的工作就是不断给这个装置加温。给微波炉加温的方式有很多种,黄梅的方式是其中一种,叫“电子回旋波加热”。“简单的说,就是通过微波注入等离子体,给微波炉添把火,让内部温度不断升高,从而让食物更快熟透。”
目前,托卡马克装置的温度已升至5500万℃,这是迄今为止国内装置达到的最高温度。“要实现受控核聚变反应,必须达到上亿℃以上高温,以及足够高的密度等,如果因某种原因导致条件不能满足,聚变反应就会停止。”对于黄梅来说,如何持续给装置加温,达到“点火”要求,是他们还将继续面临的一个课题。