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上圖這是利用磁場對等離子進行約束的托卡馬克裝置
下圖CFETR概念圖受訪者供圖
7月5日,我國的超導托卡馬克實驗裝置(EAST)在全球首次實現了上百秒的穩態高約束運行模式。
這是一個里程碑式的突破!將為我國下一代核聚變裝置的建設和國際核聚變清潔能源的開發利用奠定堅實的技術基礎。
EAST的前世今生
如果說起EAST的學名大型非圓截面全超導托卡馬克裝置,可場地佈置能沒有多少互動裝置人知道,但是如果提起“人造小活動佈置太陽”,很多人耳熟能詳。
一個一百萬千瓦電站需要50萬噸煤,核電站需要30噸核燃料。同樣級別熱核聚變電站僅需要100公斤重水和鋰。相比于目前的核電站,熱核聚變是非常安全的,因為聚變的產物只是氦氣。資源是無限的,同時又是清潔的,所以長期以來被科學家認為是未來人類終極能源。
50年來,人類渴望在地球展場設計上實現太陽內部核聚變的模擬,期望能夠把驚人的能量穩定地輸送給電站。托卡馬克品牌活動是人們未來得以實現“完美能源”這一暢想的化身。
“托卡馬克最早是蘇聯人的發明”,中科院等離子所副所長宋云濤告訴科技日報記者,上世紀90年代初,我國舞臺背板用400萬人民幣的生活物資,向前蘇聯換來了當時價值1包裝設計800萬盧布的托卡馬克裝置。
“我們花了一年半的時間把它全部拆掉包裝設計,又花了兩年的時間把它裝起來,在這上奇藝果影像面做了大量的實驗。其他國家都做到幾秒鐘,我們在這個裝置上面做到了1000萬攝氏度持續沈浸式體驗60秒放電”,宋云濤告訴記者,熱核聚變會產生上億攝氏度高溫的等離子體,比太陽中心部的溫度還要高五六倍!它跟周邊的材料是強相互作用,需要控制得非常精確,精確到零點幾個毫玖陽視覺米和零點幾個毫秒以下,“否則的話,只要一偏心,碰什么燒什么。”
怎么才能實現“包裝盒人造太陽”?科學家想了一個辦法,就是把一團上億攝氏度的等離子體火球,用磁場把它懸浮起來,跟周邊的任何容器材料不接全息投影觸,這個時候就可以對它加熱、控制,進而實現“人造太陽”。
因為托卡馬克產生磁場線圈是用常規的銅線做的,消耗了大量的能量,采奇藝果影像用超導技術就比較容易得到聚變能量。在托卡馬克的基奇藝果影像礎上,中科院等離子體所科研人員僅用10年時間,就自主設計和建造出世活動佈置界上首個全超導托卡馬克裝置EA大型公仔S開幕活動T。
“東方超環”EAS場地佈置T作為世界上第一個全超導非圓截面核聚變實驗裝置,集中了超高溫、超低溫、超大電模型流、超強磁場和超高真空等多項極限。
“從設計到建設,都廣告設計是我們自己做的,整個項目的國產化率達到90%以上,自研展覽策劃率在70%以上,同時還取得了68項具有自主知識產權的技術和成果。”宋云濤告訴科技日報記者,EA記者會ST主要用來探索實現聚變能源的工程攤位設計沈浸式體驗、物理問題,為未來能開幕活動源展場設計發展提供新思路互動裝置。“現在,科道具製作研人員正在對EAST進行全方位的升級包裝設計改造,為新一輪物理實驗做準備。”
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