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“人造太阳”的核心技术 由四川天府新区的团队研发

发布时间: 2023-12-17 作者: 太阳光模拟器

  在中核集团核工业西南物理研究院,我国新一代可控核聚变研究装置正在持续推进建设,它的工作原理与太阳内部的核聚变情况类似,因此被称为“人造太阳”。而这一关键核心技术,正是由四川天府新区的团队研发。

  日前,全球最大“人造太阳”核心部件研制再次取得重大进展——国际热核聚变实验堆(ITER)增强热负荷第一壁完成首件制造,其核心指标显著优于设计的基本要求,具备了批量制造条件,这标志着中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术,实现该项核心科技持续领跑。

  科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆在线上致辞中对完成该项目首件制造表示祝贺。他表示,我国“第一壁”团队多年来付出巨大的努力,做了大量卓有成效的研发工作,取得了巨大成就,在这些工作中,我国不仅自主掌握了工艺原理并突破技术,也为ITER计划提供了重要的“中国智慧”和“中国方案”。

  据悉,在中国国际核聚变能源计划执行中心指导下,中核集团核工业西南物理研究院承接ITER增强热负荷第一壁全尺寸原型件研制,科研团队在成功批量制备增强热负荷手指部件后,与贵州航天新力科技有限公司通力合作,解决了一系列技术难题,成功完成部件的焊接装配。核工业西南物理研究院研发团队负责人谌继明表示,由我国团队领先国际完成首件制造,再次为ITER关键部件的研发取得实质性工程突破,也标志着我国郑重履行了国际承诺。

  走进“人造太阳”装置的主机大厅,巨大的环流装置耀眼夺目,工程师们正专注地检查安装每一个部件。而眼前的这个装置是我国自主设计建造,顶级规模,参数最高的“托卡马克”装置,它的等离子体离子温度可达1.5亿度。

  很多人会问:天上有一个太阳,为什么还要造一个太阳?是嫌夏天不够热,还是皮肤不够黑?

  举个例子:“钢铁侠”飞上天只需要一个巴掌大小的反应堆,实际上“钢铁侠”的反应堆和“人造太阳”原理是一样的,都是利用核聚变产生能量的。

  万物生长靠太阳,核工业西南物理研究院院长刘叶说:“太阳也正是利用了核聚变反应,不断向地球输送能源,因此眼前这个装置也就有了‘人造太阳’的浪漫称呼。”

  “人造太阳”将为我们正常的生活带来怎样的进步和改变呢?刘叶说,“核聚变能量源氘(dao)气在海水中大量存在,能够说是一种取之不尽用之不竭的新能源,我们通过核聚变反应后释放大量的热能,通过转换可以释放电能,由此解决人类终极能源问题。”

  畅想一下,可控核聚变研发成功后,将一瓶海水放到聚变发动机里,就可以开着小轿车去往全国各地任何一个城市;可以像《流浪地球》里演示的一样,通过核聚变推进器开启新的纪元,线日,新一代“人造太阳”成功实现首次放电;2022年10月19日下午,新一代“人造太阳”等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了中国可控核聚变装置运行新纪录,标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步,跻身国际第一方阵,技术水平居国际前列。

  未来HL—2M将继续有条不紊开展后续实验工作,冲击更高的等离子体电流强度和离子温度等参数,全方面提升核聚变三参数,实现我国“人造太阳”研究新的飞跃。

  “这个螺栓我们最初考虑的是从国外进口,对方公司以国家安全为准由,对我们采取了封锁措施,我们花了半年时间也没有买回来,它的报价应该在1万美金一根,所以最后我们自主研发,成本核算下来,大概在1万多一点人民币。”据介绍,新一代“人造太阳”团队十多年的协同攻关,一次次勇闯“无人区”,大到突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术,小到装置的真空室、线圈系统、发电机组等核心部件都实现了自主创新的中国制造。

  这到底是怎样的一支“大神”团队?据了解,新一代“人造太阳”团队的平均岁数只有33岁。在这支作风严谨的团队里,没有严格的上下级观念,在研讨会上,年轻人能坐上主位,老资历的“大家”也能随性挤在角落里。

  钟武律今年37岁,是新一代“人造太阳”团队的领头人,也是国内核聚变研究领域最年轻的科学家代表。不久前,他受邀出席开幕式颁奖典礼,领取第十七届中国青年科技奖,与全球青年嘉宾共同参加“科创中国”2022峰会、青年开放论坛等线上线下活动。

  在这支队伍里,“90后”“95后”甚至“00后”都是新时代的“弄潮儿”,2022年,他们荣获第二十六届“中国青年五四奖章”集体称号。刘叶介绍,新时期,党中央、国务院为更好地激发科研人员的主动性、创造性,创新设立了基础科研院所稳定支持渠道,科研人员自己定研究目标,自己定研究内容,主动性得到充分激发、释放。

  与此同时,核工业西南物理研究院通过试点实行项目包干制,给予项目负责人更大自主权;简化立项流程,加快项目落地,同时引入新的项目竞争机制;拓宽晋升晋级通道,加大青年人才激发鼓励措施;策划双导师制,加快人才成长;建立以数据为中心的科研项目管理方式等方式积极地推进科研项目组织管理方式和科技成果、人才评价制度改革。刘叶介绍,核工业西南物理研究院还结合自己专业优势,整合全国力量,形成“小核心大协作”的新型创新体系,高效协同,推动核聚变的跨越式发展。

  从1984年,在四川乐山建成我国核聚变领域第一座大科学装置,到在成都扎根生长。据了解,当前中核集团核工业西南物理研究院核聚变基地已落户四川天府新区,预计今年年底正式开工,两到三年之内完成一期建设135亩;预计到2025年完成布局调整;预计2027年到2028年,完成二期建设,逐步在天府新区兴隆湖畔成都科学城形成核聚变领域的原创技术策源地。

  刘叶表示,四川天府新区作为国家级新区、“公园城市”首提地方,坚决扛起科学技术创新的大旗,守住科学技术创新主阵地,给予科研院所很好的政策支持,同时在引进人才、配套设施、施工建设等方面及时开通绿色通道,加快推进项目的落地实施。与此同时,天府新区在成都科学城专门规划了重大基础科学研究设施的建设区域,核聚变作为重要一方去参加了,将助力成都科学城打造具有全国重要影响力的原始创新高地,发挥创新示范带动效应。


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