文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
可控核聚变装置又被叫做“人造太阳” ， 因为它能制造像太阳内部一样的高温 ， 实际上随着技术的进步 ， 如今的可控核聚变装置能制造的温度比太阳内部的温度（约1500万摄氏度）还高得多 。
就在10月21日 ， 人民网等媒体称我国的核聚变领域的大科学装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)科学研究再获新进展 ， 近期制造出1.5亿℃的高温 ， 比太阳内部的温度还要高得多 ， 同时还制造了超过100万安培（1兆安）的等离子体电流 ， 创造了我国可控核聚变装置的运行新记录 。
HL-2M装置是用来研究可控核聚变堆相关物理及其关键技术 ， 研究高比压、高参数聚变的 ， 也是我国目前规模最大、参数最高的托卡马克装置 ， 其核心装备设计原理和构造基本与国际托卡马克装置（ITER）一致 ， 是我国探索可控核聚变的重要实验性装置 ， 其内部有一个真空容器舱 ， 试验前需要在里面装入氢气（通常是氢的同位素氘或氚） ， 然后对其进行电离变成等离子体 ， 电流需要一兆安以上 ， 再用磁场将其控制住 ， 等离子体就可以在真空舱中悬浮起来 ， 产生高温的时候就不会烧掉到容器壁 。
衡量可控核聚变装置及核聚变研究水平有三个参数指标：分别是燃料的离子温度、等离子体密度和能量约束时间 ， 其中等离子体电流强度是托卡马克核聚变装置最有用的核心参数 ， 它的大小将显著影响三个参数中的等离子体密度和能量约束时间 ， 一般认为装置中产生的等离子体电流达到100万安培(1兆安)是实现聚变能源的必要条件 ， 因此将来的托卡马克聚变堆必须在兆安级电流下稳定运行 ， 如今HL-2M装置等离子体电流强度突破100万安培意义重大 ， 意味着这种装置已经达到点火要求 ， 实现聚变稳定运行的必要条件已经达到 ， 可控核聚变的实现有望了 。
不过100万安培的电流输出并不是HL-2M装置的极限 ， 该装置的运营单位——中核集团核工业西南物理研究院的负责人表示HL-2M装置的等离子体电流能力可以达到2.5兆安以上 ， 也就是说可以达到250万安培 ， 目前它的潜力也仅是发挥了2/5而已 ， 远未到达它的极限 ， 但实验已经证明该装置可以在百万安培级别的等离子体电流下正常运行 ， 技术方面则标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进了重要一步 。
去年底时 ， 中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置实现了在7000万摄氏度的高温下运行1056秒的世界纪录 ， 并且还在1.2亿摄氏度的情况下运行了101秒 ， 而中核西南物理研究院的HL-2M实现了1.5亿℃的运行 ， 百万安培等离子体电流的输出 ， 这些成就的取得都说明我国在可控核聚变技术上正在大踏步前进 。
新一代“人造太阳”HL-2M是我国目前规模最大、参数能力最高的磁约束核聚变实验研究装置 ， 能实现高密度、高比压、高自举电流运行 ， 是我国实现核聚变能开发事业跨越式发展的重要设施 ， “装置的核心部件都是我国自主设计制造的 。
根据已有计划 ， HL-2M这台大国重器未来将开展更具挑战性的工作 ， 冲击更高的等离子体电流和离子温度等参数 ， 全面提升核聚变三参数 ， 相信我国可控核聚变发电技术的掌握很大一部分将从这台聚变装置上实现 。
参考资料：
《人民网》10月21日文章《突破1兆安放电 我国新一代“人造太阳”科研再获新进展》、
超高速磁悬浮有望了！我国成功运行世界首台电磁撬 ， 时速1030公里
【核聚变发电有望了？我国新一代“人造太阳”实现100万安培电流和1.5亿℃运行】中国天眼新成果：发现宇宙最大氢气团 ， 比银河系还大20倍 ， 如何形成的
推荐阅读
- 随机激光器和随机光纤激光器的最新进展和应用（3）
- 中国距核聚变发电还有6年？将开建全球最大脉冲驱动器，2028年发电
- 软件方面的巨大进步，韩国科学家改写了核聚变托卡马克底层模式
- 氧化锆材料
- 荒漠猫到底是什么？为何会被称为最神秘、最难养的猫科动物？
- 当前科学研究中，物质的存在形态有几种，你了解吗
- 冥王星有多可怕？太阳系中的另类天体，人类现在无法征服它
- 古生物学是我们研究古生物最基础的学科，生物学和地质学都属于天文学
- Nature子刊：通过检测热感应电子发射解决增材制造过程中的激光-金属相互作用动力学