等離子體溫度超2億度 中國“人造太陽”明年投入運行

11月25日,為期五天的第一屆中國磁約束聚變能大會暨聚變能活動周活動(CFEC2019)在四川樂山舉行。會上透露,有“人造太陽”之稱的我國新一代的可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”目前建設順利,預計2020年投入運行,開展相關科學實驗。

等離子體溫度超2億度 中國“人造太陽”明年投入運行

“中國環流器二號M”是我國新一代的可控核聚變研究裝置,位於四川成都,由中核集團核工業西南物理研究院承建,是開展聚變堆核心技術研究的關鍵平臺,其科研目標是探索可控核聚變研究。核聚變產生能量的原理與太陽發光發熱相似,因此在地球上以探索清潔能源為目的的可控核聚變研究裝置,又被稱為“人造太陽”。

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雖然聽起來感覺這個發明特別“高大上”,但實際上“人造太陽”的理論即使是我們這些普通人也聽得懂,“人造太陽”主要就是以氫、氘氣體為“燃料”,通過把它們注入裝置並擊穿、“打碎”產生近堆芯級別的等離子體,來模擬核聚變反應。

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中國的這種“人造太陽”又被稱作“東方超環”,是中國第四代核聚變實驗裝置,也是我國完全擁有自主知識產權的磁約束核聚變裝置。如果“人造太陽”在未來可以研究成功的話,那麼我國就擁有了源源不斷的清潔能源,也預示著我國可以徹底擺脫能源的限制,而且這些能源很有可能會取代傳統的“水電”或者“火電”。

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值得一提的是,中國的這個“人造太陽”計劃其實研究已經有相當長的一段時間了,而且有取得了很多突破性的成就。去年11月,央視網就報道過,經過四個多月的物理實驗,我國大科學裝置“東方超環”取得重大突破,不僅實現了加熱功率超過10兆瓦,同時等離子儲能也增加到了300千焦,等離子中體電子溫度更是首次達到了1億度。

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我國首臺30萬千伏安立式脈衝發電機組

今年1月,我國首臺30萬千伏安立式脈衝發電機組系統通過驗收,總體參數達到國際先進水平。該機組是專為中國環流器二號M(HL-2M)大功率、高儲能供電需求研製的大型脈衝“能量驅動器”。該脈衝機組的成功研製,將驅動HL-2M裝置的等離子體電流達到此前現有裝置的2倍以上、等離子體溫度超過1.5億度,從而為在這個裝置上開展近堆芯級參數下的等離子體物理實驗和關鍵技術研究提供有力保障。這些實驗參數已經非常接近未來核聚變堆穩態運行的模式所需要的物理條件了。

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2019年6月,伴隨著主機線圈系統的交付,中國環流器二號M全面工程安裝拉開序幕。

中核集團核工業西南物理研究院院長段旭如透露:“目前工程安裝進展順利,預計2020年‘中國環流器二號M’就可以投入運行,開展相關科學實驗。”。

據介紹,與國內同類裝置相比,“中國環流器二號M”裝置採用了更先進的結構與控制方式,等離子體溫度將有望超過2億攝氏度,該裝置將為我國參與國際熱核聚變實驗堆(ITER)相關實驗與運行,以及未來自主設計建造聚變堆提供重要技術支撐。

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