《中國再創輝煌:1.2億度等離子體運行刷新世界紀錄》
2021年5月28日,對于中國人民來說是一個歡欣鼓舞的日子 。就在這一天,我國科研團隊的研究成果再次打破了世界紀錄 。中國科學院合肥物質科學研究院的科學家們,憑借EAST(東方超環)這一先進設備,成功地實現了1.2億攝氏度、101秒以及1.6億攝氏度、20秒的可重復等離子體運行 。這一成就不僅超越了韓國科學家在2020年底創下的1億攝氏度、20秒的紀錄 , 而且預示著未來更長時間的等離子體運行成為可能 。
這項新的世界紀錄不僅證明了可控核聚變的可行性,更為其實現商業化應用奠定了堅實的基礎 。盡管這只是中國科研人員在探索核聚變能源道路上邁出的一小步,但對于整個人類而言 , 卻是在向核聚變能源應用邁進的重要一步 。
眾所周知,原子核中蘊藏著巨大的能量 。通過合理的控制原子核的裂變與聚變過程,人類有望從中獲取源源不斷的能量 。例如 , 僅僅1千克的鈾235完全裂變后所產生的能量,就相當于2000噸優質煤充分燃燒后的能量總和 。
核聚變作為一種高效的能源獲取方式 , 其原理與太陽內部的核聚變反應相似 。太陽的核心區域正在進行著大量的氫聚變為氦的過程,釋放出巨大的能量 。而氫彈的爆炸正是利用了這種核聚變釋放能量的原理 。
【中國再創輝煌:1.2億度等離子體運行刷新世界紀錄】目前全球的核電站主要采用可控核裂變技術來發電 。然而,核聚變相較于核裂變具有諸多優勢,如不會產生放射性核廢料,且其原材料——氫元素在地球上儲量豐富 。因此,核聚變被廣泛認為是未來的“終極能源” 。這也解釋了為何全球眾多大國都在競相開展相關的研究工作 。
在此次研究中發揮關鍵作用的EAST裝置 , 是我國自主研發的全球首個全超導托卡馬克核聚變實驗裝置 。它能夠在極端條件下創造出類似于太陽內部的核聚變反應環境 。EAST的成功運用離不開我國在超高溫、超低溫、超高真空、超強磁場以及超大電流等領域的尖端技術積累 。
為了實現這次歷史性的突破,EAST上的近百萬個零部件必須完美協同工作 。此外,我國還首次采用了全金屬主動水冷第一壁和高性能鎢偏濾器等關鍵技術 。據相關科研人員介紹,EAST上的核心技術多達200多項 , 擁有近2000項專利 。
可控核聚變的難點在于如何持續地引發和約束聚變反應 。要在地球上模擬出太陽內部的環境以實現核聚變發電,需要將氫原子核置于高溫高壓狀態下并保持長時間穩定 。目前最有希望的約束方法是磁約束,而EAST正屬于此類裝置中的佼佼者 。
展望未來,我國已經完成了下一代“人造太陽”裝置的工程設計 , 并計劃建設全球首個聚變電站 。雖然前期的技術和資金投入巨大,但一旦成功,我們將收獲無盡的益處 。讓我們共同期待這一天的到來!
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