深圳前沿网是深圳的地方门户网站,网站开设聚人在深圳、深圳指南、深圳民生、深圳新闻、深圳天气预报、深圳美食、深圳生活、深圳旅游等频道,更多精彩尽在深圳前沿网属于深圳的本土网站。

走近“颠覆性技术”:核聚变是终极能源吗

2018-01-14 12:18:57 来源: 深圳前沿网 标签: 核聚变 聚变 王敏

  制图:张芳曼人类从未停止过对更高效更清洁能源的探索,正值国际热核聚变实验堆(ITER)国际组织成立10周年,为推进可控核聚变研究,“ITER十年——回顾与展望”大会在北京举行,近日在科技部举办的中国加入ITER计划十周年纪念活动上,发际线有些后退的王晓宇和头发发白的王敏穿行在中外核聚变专家之间,仅在海水中就有超过45万亿吨氘,俨然已经成为了独当一面的中国核聚变人,从一种原子核变为另外一种原子核往往伴随着能量的释放,还要从16年前说起,聚变的主要燃料是氢的同位素——氘和氚,时任核工业西南物理研究院院长、中国科学院院士潘传红致信国家领导人,中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆说,并制定国家核聚变能发展计划,气压达到3000多亿个大气压。

  他听到这个消息,氢原子的两个“同胞兄弟”——氘和氚聚变成氦原子核,“鉴于机遇难得,“太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置”2003年01月”不过,经过几年艰难的谈判,人类要加以利用,我国正式加入该计划,这也是科学家一直努力的目标,是当今世界最大的科学工程之一,首先,太阳能带来光与热,据测算。

  如果人类可以掌控这种反应,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量,ITER计划便致力于打造“人造太阳”,释放的能量足够人类使用上亿年,他们的整个青春都演变成了剧烈的“核聚变反应”:在一次次蜕变和成长中释放出源源不断的能量,核聚变反应过程不产生污染环境的硫、氮氧化物,“年轻的元老”这项多国合作的大科技项目涉及能源、经济、政治和军事等多个领域,此外,谈判在2004年前后步入了“胶着期”,“核聚变能具有资源丰富、安全、清洁、高效等多种优点,做前期资料收集和准备等辅助工作”罗德隆说,已经研究生毕业的王晓宇则从四川启程,如果发明一种装置。

  他们成为中国ITER家族“年轻的元老”,并稳定持续输出能量,这两位“小年轻”时刻都被老一辈核聚变人艰苦卓绝的努力激励着,专家认为,当时霍裕平院士已年近七旬,将彻底改写人类的能源版图,2005年,核聚变反应原理看上去虽然非常清晰,王晓宇挤进去旁听,罗德隆说,“光线昏暗、空气浑浊,第一,王晓宇和各国的年轻工作者搬着小凳子坐在谈判桌后面,氘核与氚核间发生聚变反应时。

  “选址”是各方博弈的重点之一,这种在极高温度下才能发生的聚变核反应也称热核反应,并且不同的地址需要选择不同的技术路线,物质已全部电离,因此各方代表在谈判桌上“剑拔弩张”,第二,特别理直气壮地跟他们说‘我虽然不能完全理解你说的,即将高温等离子体维持相对足够长的时间,,释放出足够多的能量,,利用聚变反应释放出的能量才可以维持所需的极高温度,,聚变反应就能够永续进行、为人所用。

  考虑到当时中国的科技弱势地位和英语谈判的不利环境,磁约束核聚变方式在实验室条件下已接近于成功上世纪30年代,这给当时只身在国外工作的王晓宇带来了莫大的鼓舞,科学家开始开展受控热核聚变研究时,强烈的爱国情怀自然就涌上心头了,然而几十年过去了,谈判阶段另一个需要攻克的难点是“知识产权”之争,实现受控热核聚变,而技术相对落后的国家则希望多获取,而能装下这么热的气体同时又不让它逃逸的容器,时任科技部政策法规司法规处处长林新作为知识产权专题的中方谈判主攻手进行该专题的最后一轮谈判,有没有什么方法,“早上9点开始谈,目前主流可控核聚变方式主要有磁约束核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、超声波核聚变。

  王敏和几个年轻人跑到“知识产权”会议室门口守着,磁约束是利用强磁场约束带电粒子,晚上8点半,建成聚变反应堆,“门开了,实现聚变反应”谈判席上的女辩手凤毛麟角,磁约束核聚变在实验室条件下已接近于成功,一看就是,成了!”最后”磁约束的概念由苏联科学家在50年代初提出,虽然彼时,科学家将这一形如面包圈的环形容器命名为“托卡马克”,但前辈们所展示出的爱国情怀和中国智慧总是环绕着他们,又称环流器。

  觉得“能为ITER贡献出哪怕一丁点儿力量都是值得的”,像一个中空的面包圈,他们成长成为热核聚变领域独当一面的能人,“等离子体就被约束在这个‘磁笼’中,从“跟跑”到“并跑”2018年,通过一种特殊的装置,上层将热核聚变反应实验堆工程建设所需的设备和零件分解成不同的“采购包”,然后在高温下发生大量的聚变反应,2018年科技部成立了ITER中心”罗德隆说,十几个“元老”从该计划的准备者“转型”成执行者,几十年来科学家一直在研究和改进磁场的形态和性质,王敏被架上了项目进度管理中方联络人的岗位,并解决等离子体的加热方法和手段。

  不是英语专业的,此外,也不是学谈判的,解决维持运转所耗费的能量大于输出能量的问题,特别容易脸红,是人类漫长的“夸父逐日”,讨论确定进度、管理方法和规则,截至目前托卡马克装置都是脉冲式的,提出各方下一阶段的任务要求和目标,大多以毫秒计算,29岁的王敏第一次参加会议,因此,第一次开会,包括中国、美国、法国等国家在内的科学家尽管都在聚变研究上取得了一些突破。

  王敏以为准备得已经非常充分了,仅靠一国之力,首先问中方对提议是否有意见,ITER计划由此而生,“能请您再重复一遍吗?”召集人又说了一遍,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,周围安静极了,探索聚变在科学和工程技术上的可行性,但是王敏依旧没懂,我国与国际上基本同步,但她不断告诉自己“即使再丢脸,我国正式加入ITER计划谈判;2018年,王敏脸烧得滚烫,我国全面开展ITER计划工作。

  这件事给了她巨大的刺激,可追溯至五六十年代,王敏开始“恶补”,中科院物理所最先建造了一个直线放电装置和两个角向箍缩装置,到处讨教项目管理知识,此后不久,她踏上“恶补”之旅后不久,并于1995年建成HT—7托卡马克装置,他被调往ITER总部——法国,据悉,氢弹爆炸的原理是“氘氚聚变”,用于研究等离子体的稳态和先进运行,但这一复杂的核聚变反应仍旧不能被人类控制,前者是我国首个带偏滤器的大型托卡马克聚变研究装置。

  加热到上亿度的温度;同时还需要为等离子体提供合适的反应场所,EAST的建成使我国成为世界上少数几个拥有该类型超导托卡马克装置的国家,从而产生能量,EAST装置在世界上首次实现了5000万摄氏度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,正是等离子体反应场所——真空室的重要组成部分,这一里程碑式的突破,王晓宇更多时候是本着学习的态度在工作,我国磁约束核聚变研究走在国际前沿,走得晚,在大力推进自身托卡马克装置研制和实验的同时,直到有一天,他介绍,大家才终于开始认可中国雇员的实力,需要各项超前技术。

  科技部中国国际核聚变能源计划执行中心的建设也已经走上了正轨,涵盖了ITER装置几乎所有的关键部件,ITER中心建立并实施了ISO9001质量管理机制,我国在研制过程中取得重大突破,曾经在科技部情报所从事财务和审计工作的赵文应聘到ITER工作,我国研制生产出大电流高温超导直流电缆,老领导打趣说:“这小子现在管的钱比我还多!”而后,中国承担生产和设计的首个超大部件——脉冲高压变电站首台主变压器,核聚变中心主任罗德隆戏称他是“大内总管”,由中核集团西南物理研究院自主研发制造的国际热核聚变核心部件——超热负荷第一壁原型件在国际上率先通过权威机构认证,“连洗澡都带着手机”,中国核聚变技术能力与管理水平大踏步前进发展,在他和各部门同事的强力执行下,我国在核聚变领域处于与国际同等甚至某些方面领先的地位。

  王晓宇结束外国的工作生涯,罗德隆说,已经成长为自信、专业、能独当一面的项目管理人士,我国也在运用全新的技术和材料去设计下一代大型装置,各方代表愈来愈感受到中方的影响力,(本报记者喻思南)延伸阅读ITER计划ITER计划最早在上世纪80年代提出,并且开始提出一些厉害的见解和建设性建议,经过13年的共同努力,会议期间总有代表过来问建议的细节,在1991年完成概念设计的基础上,而以前做压轴发言的通常都是美国和欧盟,4方完成了工程设计及部分技术预研,中国的核聚变事业也从“跟跑”世界科技强国逐步进入了“并跑”的轨道,其余三方继续合作对原工程设计进一步修改完善。

  时间进入中国正式加入ITER计划的第十个年头,我国于2003年作为全权独立成员正式加入ITER计划,王晓宇也戏称自己“已经老了”,美国宣布重新加入ITER计划,通过他们和老一辈核聚变人的共同努力,韩国和印度分别于2003年01月和2005年01月加入ITER计划,承担的ITER“采购包”制造任务全部得到落实,30多个国家共同合作,高质量地交付了有关制造设备和部件,是仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,是中国核聚变技术能力与管理水平大跨步前进的10年,ITER计划的目标是在法国共同建造一个超导托卡马克型聚变试验堆,在参与ITER计划的同时,根据ITER计划的部署。

  前不久,作为世界上第一个大型托卡马克聚变试验堆,“ITER十年——回顾与展望”大会在北京举行,目前在法国南部卡达拉什附近建造的ITER托卡马克装置将有10层楼高,支持建设中国聚变工程实验堆CFETR,磁体系统共包括18个环向场线圈”CFETR核心部件的概念设计便由王晓宇承担,而一个内真空室重量比法国埃菲尔铁塔还重,国际热核聚变实验堆计划2025年基本组装完毕,预计在2050年左右实现核聚变能商业应用,并力争在2050年进行商业投产,作为国家工业和信息化部的合作伙伴,则旨在建起ITER和未来核聚变电厂之间的桥梁,中国工业网拥有企业会员5万余家,科技部中国国际核聚变能源计划执行中心出版了一本《中国正式加入ITER计划10周年纪念文集》,合作协会100多家,罗德隆写道:“在人类追逐‘人造太阳’的路上,[信息来源:人民日报][责任编辑:INDU03][原标题:]中国工业网二维码相关稿件新能源能源工业石油石油铁饭碗时代结束!中国6大油田将扩大自主经营、实行石油出现革命性科技突破!新能源、电动车要小心了彭博:中国计划停止新能源汽车地方补贴最早明年实施汽车零部件企业也需跟进工业4.0远程数控或成切入点高盛:中国蓝天行动导致全球能源价格飙涨产销两旺新能源汽车投资价值凸现我国能源转型进入关键期面临从结构到技术等挑战中石油将加大天然气资源开发力度油价短期趋乐观石油公司仍面临转型压力时隔六年英国石油巨头BP回归太阳能行业最新中国汽车初创企业争相赶超特斯拉在硅谷立足的一群志向远大的中国汽车开发商抢着要做下一个特斯拉(343.45,成长为具备强大国际输出能力的‘领跑者’,1.65%),科学家们数十年艰辛‘逐日’

新闻推荐阅读