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合肥物质科学研究院研制的全超导托卡马克巨变实验装置即将完成改造升级
发布日期: 2021-04-25 14:11:07 来源: 中国网

自从人类进入工业化时代以来,能源问题就一直是困扰世界发展的难题之一。煤、石油、天然气这些化石燃料不仅储量有限,而且会给地球环境造成严重污染,甚至引发全球气候变暖。因此,寻找一种清洁、安全、储量丰富的能源就成为人类数百年来孜孜以求的梦想。如今这一梦想正在中国科学家的努力下慢慢变为现实。

4月底,中科院合肥物质科学研究院研制的全超导托卡马克巨变实验装置(EAST)即将完成改造升级。EAST是利用可控核聚变反应产生电能的实验装置,因其具有类似太阳的运行机制,所以又被称为“人造太阳”。改造完成后,EAST将挑战在1亿摄氏度的超高温下发电100秒的世界纪录。如获成功,将不仅标志着我国在可控核聚变领域跻身世界最前列,也预示着人类有望在不远的将来一劳永逸地解决能源问题。

核能由于高效和燃料成本低廉获得了广泛的应用。世界上现有的核电站都是利用放射性物质的核裂变来发电的。但是其最大的缺点是可能对周围环境产生放射性污染,并且核反应堆一旦失控还会引发灾难性后果。1986年的切尔诺贝利核电站事故造成9.3万人患癌死亡,前苏联15万平方公里的地区受到严重污染,专家估计彻底消除该事故的后遗症约需800年。但是EAST所利用的核聚变反应则不需要放射性物质,因此也不会产生放射性污染。更值得一提的是,核聚变的原料氘和氚广泛存在于海水之中,取之不尽用之不竭。据专家介绍,一升海能量水通过核聚变所产生的相当于300升汽油,地球全部海水中蕴含的能量足够人类使用上百亿年。

正是因为可控核聚变技术是一项功在当代、利在千秋的伟业,中国从建国之初就极其重视对该领域的探索。早在1955年,钱三强等科学家便提议开展中国的“可控热核反应”研究,这与当时国际核物理学界对核聚变的关注几乎是同步的。1984年,我国自主设计、建造、运行的“人造太阳”环流器一号(HL-1)建成;1995年我国第一个超导托卡马克装置HT-7在合肥建成;2002年我国建成第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置中国环流器二号 A(HL-2A);2006年,世界上第一个全超导托卡马克装置东方超环(EAST)首次等离子体放电成功……这一系列成就让我国的核聚变研究从无到有、从弱到强,逐渐走在了世界的前列。

2007年,我国加入了国际热核聚变实验堆(ITER)计划。ITER是由世界上30多个国家共同合作的大型工程计划,目的是通过建造反应堆级的核聚变装置,把“人造太阳”的梦想变为现实。在此计划中,我国承担了ITER10%的采购包,并争取到了其中最重要的核心设备“超导磁体”的安装工程。这标志着我国在核聚变的国际舞台上有了更大的话语权。

中国之所以数十年如一日在核聚变领域坚持投入与研究,是因为中国始终以人类命运共同体的理念为指引,主动履行负责任大国的使命与担当,不断为解决人类问题提供中国智慧与中国方案。在今年的全国两会上,“碳达峰”与“碳中和”首次被写入政府工作报告。实现“双碳”目标时间紧、任务重,要求我国必须在未来调整能源结构,推动构建以绿色、低碳能源为主导的新型消费能源体系。而中国“人造太阳”的日渐完善和成熟必将为中国履行“双碳”承诺增添强大的助力。

据专家预测,基于可控核聚变的能源发电有望在2040年左右实现。我们衷心祝愿,即将挑战世界纪录的EAST,会成为人类获得永续清洁能源道路上一座重要里程碑。(乐水)

标签: 核电站

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