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人造太阳取得重大突破,建成全球最大超导磁体测试系统,实现100%国产化

2025-01-14 15:43
来源:网络

人造太阳获重大进展,建成世界最大超导磁体测试系统,100%国产化

2025年,中国超导磁体技术取得重大突破

刚刚进入2025年,我国在安徽合肥科学岛传来喜讯。这里建成了国际上尺寸最大、实验条件最完善的大型超导磁体动态性能测试系统,并且实现了材料、设备和系统的100%国产化。这标志着我国在可控核聚变领域迈出了坚实的一步。

能源需求与挑战

人类社会的发展离不开能源,尤其是在人工智能飞速发展的今天,庞大的算力需要更强大的电能支持。目前的发电方式主要包括火电、水电、风电、太阳能和核电等,各有优缺点。例如,可再生能源虽然理论上是无穷尽的,但发电效率较低;火电消耗大量化石燃料,不仅污染环境,而且资源有限;而核电则存在安全隐患,一旦发生事故,后果不堪设想。

相比之下,核聚变作为一种理想的发电方式,备受关注。

核聚变:未来的终极能源解决方案

核聚变,也称为热核反应,是指两个较轻的原子核结合形成一个较重的原子核和一个极轻的原子核的过程。主要通过氘等轻元素,在超高温和高压条件下,使核外电子摆脱原子核的束缚,两个原子核碰撞并聚合成新的原子核(如氦),同时释放出大量能量。中子由于不带电,也能在这个过程中逃离原子核,进一步释放能量。

事实上,人类已经能够实现不受控制的核聚变,即氢弹。然而,要真正利用核聚变,必须实现可控核聚变。核聚变具有资源丰富、安全高效、清洁低碳等优势,因此被认为是人类的终极能源解决方案。

“人造太阳”:模拟太阳内部的核聚变反应

所谓的“人造太阳”,就是模拟太阳内部的核聚变反应,这是当前世界各国重点研究的领域。如果能够成功实现,将彻底解决人类对能源的需求难题。

在这一过程中,超导磁体是最为核心的部件。它能够实现无损耗大电流传输,产生强磁场来约束高温等离子体,确保反应的稳定性和安全性。制造超导磁体难度极大,对稳定性和安全性要求极高。

十年磨一剑:攻克核心技术难题

我国科研团队历经10年时间,成功攻克了大型聚变堆超导磁体设计、低阻超导接头、超低温磁体绝缘、失超保护、大型低温系统、高电流电源及快速磁场变化安全控制等一系列技术难题,最终完成了大型超导磁体的研制。

为了验证其性能,科研团队还构建了一个直径6.5米、高9.2米的大型真空容器及配套系统,能够进行超导磁体的强电磁场、高压快速变化和系统可靠性等实验。首轮实验的最大测试电流达到稳态48千安,全面达到了设计指标。

未来展望:为“人造太阳”奠定基础

除了超导磁体系统外,其他18项子系统的研制也基本完成,正在开展整体集成及调试工作,预计今年底全面建成。这将为我国“人造太阳”的研制提供工程技术基础和极端实验条件。

小编建议,在可控核聚变领域,我国处于领先地位。相信通过中国科学家的不懈努力,人类对聚变能源的开发和应用将会更快到来,为子孙后代创造一个更加美好的未来。

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