中國人造太陽1.5億度熱過真太陽  揭大國戰略(組圖,有片)

經濟脈搏 17:41 2020/12/09

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中國人造太陽1.5億度熱過真太陽  揭大國戰略

中國科技創新再跨一步,位於四川成都的中核集團最新型號「人造太陽」--HL-2M型核聚變堆,上周五成功放電,顯示中國在這一領域技術走在世界前列位置。這個人造太陽核心溫度高達攝氏1.5億度、熱過真太陽。

中國研發人造太陽對開拓新能源、解決全球氣候暖化問題有重要意義,在誰掌握新能源、誰掌握全球未來、誰享有更大全球經濟話語權的邏輯下,中國研發背後有大國戰略。

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中國新一代「人造太陽」上周實現首次放電,標誌中國自主掌握了大型先進「托卡馬克(核聚變)」裝置的設計、建造、運行技術,讓中國核聚變堆技術站在全球先進之列。

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所謂核聚變並不神秘,只要將氫的同位素「氘」和「氚」的原子核無限接近,使其發生聚變反應,就能釋放出巨大能量。其原理看似簡單,但要讓聚變反應持續可控,技術需求相當高。

「人造太陽」HL-2M型核聚變堆項目負責人劉永說,要實現可控核聚變反應,必須滿足三個苛刻條件:

一是溫度要足夠高,使燃料變成超過1億攝氏度的等離子體。

二是密度要足夠高,這樣兩原子核發生碰撞的概率就大。

三是等離子體在有限的空間里被約束足夠長時間。

據稱,中國今次新建成的HL-2M型核聚變堆,研發程十年磨一劍,中國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置。

「人造太陽」HL-2M的等離子體體積達到國內現有裝置2倍以上,等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上,等離子體離子溫度可達到1.5億度,能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行。

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1.5億度是什麼概念?真太陽芯部溫度是1500萬到2000萬度,這個水平已被指可令太平洋秒間蒸發。相關研究人員說:

我們太陽芯部溫度是1500萬到2000萬度,這(HL-2M)相當於太陽芯部溫度的近10倍。等離子體只有被加熱到了1億度以上才可能實現可控核聚變。

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而為了承受極端高溫,人造太陽的物料需求相當高,例如研發團隊先後攻克了高鎳合金雙曲面薄壁件大型真空容器模壓成型、焊接變形控制等關鍵技術。

而人造太陽的實際應用範疇又是什麼?答案好簡單就是發電,好處包括:

其一,核聚變是乾淨能源的一種,不產生廢氣;其使用能減少對石化能源的依賴,應對氣候變化問題。

其二,核聚變所產生的核廢料半衰期,較傳統核能短非常多,大大減少處理核廢料的難度和成本。同時核聚變的限制使發電廠即使出現意外,也不會出現如傳統核電廠般的災難事故。

而人造太陽目前在國際仍處於研製及試驗階段,以尋找核聚變商用發電的可行性。

除中國外,國際熱核融合實驗反應爐(ITER)目前在法國南部建造中,共有35個國家(包含歐盟、中國、印度、日本、俄羅斯、南韓、美國等)共同出資,是世界上最大的托卡馬克設備,預計2025年完成。

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責任編輯:鄧國強

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