多国数十年共建“人造太阳”,达成重要里程碑!
国际热核聚变实验堆(ITER)组织官网4月30日宣布, 经过数十年努力,这一由30多个国家参与建造的“人造太阳”已完成其“电磁心脏”——世界最大、最强的脉冲超导电磁体系统的全部组件建造。该成果被ITER称为“里程碑式的成就”,标志着人类向实现可控核聚变能源迈出关键一步。
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探索可控核聚变
ITER是一个能产生大规模核聚变反应的托卡马克装置,旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索可控核聚变技术商业化可行性,由欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯等共同资助。
其聚变原理是将氢同位素结合形成氦,并在过程中释放出巨大能量——这与太阳的能量来源相同。与目前的核能发电不同,聚变不会产生长期的放射性废物,而且使用的燃料在海水中含量丰富。
ITER组织发言人拉班·科布伦茨向新华社记者介绍,该系统运转时,将首先把2至3克氘氚混合气体注入托卡马克环形腔室,然后通电流,形成等离子体,再用磁体构建“无形的磁笼”加以控制。此后,外部加热系统将等离子体温度升高到1.5亿摄氏度,粒子高速运动克服电荷斥力,发生聚变,释放巨大能量。
在全面运行时,ITER预计仅需输入50兆瓦的加热功率,即可产生500兆瓦的聚变功率,十倍能量增益将证明聚变作为能源的可行性。
新建成的脉冲磁体系统是托卡马克装置的“电磁心脏”。ITER组织总干事彼得罗·巴拉巴斯基说:“这非常重要,因为在聚变装置,尤其是磁约束聚变中,最重要的部件就是磁体本身。”
这一磁体系统由中心螺线管和六个环形极向场磁体协同工作。中心螺线管是一块总高18米,直径4.25米的圆柱形磁体,磁场强度达13特斯拉,相当于地球磁场的28万倍,强大到足以举起一艘航空母舰,结构强度可承受的力相当于航天飞机发射推力的两倍。环形极向场磁体是直径9至25米的超导磁环,中国参与制造。完整组装后的脉冲磁体系统重量将接近3000吨。
“这非常了不起,我们正处于组装阶段,进展非常顺利。”巴拉巴斯基说。
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全球合作树立典范
巴拉巴斯基接受新华社记者采访时说:“ITER的独特之处不仅在于其技术的复杂性,还在于其在政治变局中得以维持的国际合作框架,其超越地缘政治取得的成就尤其引人注目。”
作为全球最大、最复杂的科技合作项目之一,位于法国南部的ITER已被广泛视为国际合作共同应对全球挑战的典范。从1985年倡议提出、2006年条约签署,到2007年装置建造开始、2010年场地建设开工、2020年重大工程安装启动,该计划参与方并肩携手,奋力前行。该项目由欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯等持续合作,数千名科学家和工程师在三大洲数百家工厂共同为之努力。磁体制造所需超导线材超过10万公里,由6个国家的9家工厂生产。