來源:央視新聞客戶端
核聚變能被寫入國家“十五五”規(guī)劃綱要,并被列入未來產(chǎn)業(yè)重點方向。它的基本原理與太陽的能量來源相同,因此被稱為“人造太陽”。
今天,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所“人造太陽”項目取得最新進(jìn)展,我國兩款自主研制的核聚變堆使用的超導(dǎo)磁體分別完成技術(shù)驗收和滿工況參數(shù)測試。其中,國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”最大的超導(dǎo)部件——環(huán)向場磁體完成最后制備工藝,并通過專家技術(shù)驗收。
全球最大核聚變堆超導(dǎo)磁體通過驗收
這個形似字母D的巨型裝備,就是我國自主研制的聚變堆環(huán)向場超導(dǎo)磁體。該磁體長21米、寬12米、高3.3米,總重量達(dá)582噸,對比國際熱核聚變堆同型號磁體,它的體積是對方的1.3倍,儲能更是達(dá)到其3倍,是當(dāng)前全球尺寸最大的核聚變堆超導(dǎo)磁體。未來,16塊同款環(huán)向場磁體將共同組合搭建,形成完整的環(huán)向磁場。
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中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所研究員 武玉:它的功能是約束等離子體,使等離子體在真空室內(nèi),不打在壁上,它的磁場強(qiáng)度跟將來等離子體需要的溫度和密度是相關(guān)聯(lián)的。16個線圈組成環(huán),會產(chǎn)生6.5特斯拉的磁場。
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據(jù)介紹,作為“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”最重要的部件之一,這款環(huán)向場磁體由我國科研團(tuán)隊歷時六年攻關(guān),先后完成方案設(shè)計、前期預(yù)研、整機(jī)研制與性能測試全流程工作,最終實現(xiàn)了磁體全鏈條關(guān)鍵技術(shù)與部件的自主可控,其綜合性能指標(biāo)位居國際同類裝置前列。
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中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所所長 宋云濤:這個線圈應(yīng)該是目前世界上重量最大,儲能是最高的全超導(dǎo)的線圈。包括我們現(xiàn)在使用的特種不銹鋼,我們絕緣材料、超導(dǎo)材料全部是國產(chǎn)的,這個項目的實現(xiàn),應(yīng)該是100%國產(chǎn)化的產(chǎn)品。
高溫超導(dǎo)中心螺管線圈磁體完成滿參數(shù)測試
在合肥未來大科學(xué)城,緊鄰聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施,還有另外一個核聚變大科學(xué)裝置——緊湊型聚變能實驗裝置的關(guān)鍵部件也取得了重要進(jìn)展。該裝置的高溫超導(dǎo)中心螺管線圈磁體今天完成了滿工況參數(shù)測試,核心性能達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。
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現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)顯示,該線圈磁體穩(wěn)定載流達(dá)60千安,儲能6.03兆焦,核心性能達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。這套裝備從超導(dǎo)材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計到成套制備工藝已打破國外技術(shù)壟斷,實現(xiàn)完全國產(chǎn)化。
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中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所副所長 秦經(jīng)剛:中心螺管磁體實際上是運行工況最復(fù)雜的磁體,它的性能直接決定著我們聚變裝置能否點得著、穩(wěn)得住。
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按計劃,緊湊型聚變能實驗裝置將在2027年左右建成,力爭在2030年演示核聚變發(fā)電。中心螺管線圈的核心作用是感應(yīng)、驅(qū)動等離子體電流,并動態(tài)調(diào)節(jié)等離子體約束形態(tài)。它可以起到類似汽車發(fā)動機(jī)火花塞的作用,在核聚變堆的啟動階段發(fā)揮巨大作用。
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中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所所長 宋云濤:這個超導(dǎo)磁體應(yīng)該是目前國際上最先進(jìn)的,也是未來我們要實現(xiàn)聚變能發(fā)電,建設(shè)聚變堆的一個關(guān)鍵的核心部件,一個關(guān)鍵的核心技術(shù)。
(總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉 王利)
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