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何波hb
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中国可控核聚变世界领先实现最高温度5500万度

(2019-12-07 11:55:14)

开栏的话 十年不算漫长。然而回首十年前的中国科技,恍如隔世。那时候,我们还没有《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,我们还没有载人航天、5000米乃至7000米深潜;那时候,连无线移动通讯对许多人来说都还是一个奢侈的梦,更遑论全部采用国产CPU和系统软件的千万亿次计算机……有人说“给我一个支点,就能撬动整个地球”,这样的支点当然永远找不到,但调整经济结构、转变发展方式的科技支点却是看得见、摸得着的。从今天开始,我们满怀喜悦心情,试图在此新辟栏目中为读者疏理党的十六大以来中国科技发展的累累硕果、座座丰碑。

在中国合肥一个实验大厅里,有一座3层楼高的“铁罐”。它叫EAST,是全世界最先进的探索可控核聚变的装置之一。因为它的成功,中国人站在了核聚变研究的前沿。

可控核聚变或许是能源领域的最大指望。从上世纪60年代以来,利用磁约束实现可控核聚变(托卡马克),是各种实验路径中最有希望的一种。中国从上世纪90年代开始实施大中型托卡马克发展计划。

十几年前,全部用超导系统来形成磁场的装置,世界上还没有先例。中国科学家提交申请,在1998年得到国家项目,建造“实验的先进的超导的托卡马克”,简称EAST,设在合肥的中科院等离子体所。

磁场的快速变化让超导体容易失去超导性。各种极端和复杂的条件,加之要让各种复杂仪器集合在狭小的空间里正常工作,这些都使全超导托卡马克的实现很困难。EAST的每一个子系统,都需要更繁杂的系统来支持,而且需要各种新式的设计。

中国科学家克服困难。2006年,EAST实现了第一次“点火”——激发等离子态与核聚变。很快,它就实现了最高连续1000秒的运行,这在当时是前所未有的成就。

目前,EAST等实验装置仍然继续在等离子体的参数如温度、密度、持续放电时间上取得突破,成为国际上同类装置优先参考的样板。

“我们的主要任务是对EAST空腔中等离子体做观测和研究。”中科院等离子体所所长李建刚介绍说,围绕EAST的科学家除了点火、等待、测量和计算,还要摸索未知的理论。

除了EAST,近年我国先后建成HT-7中型超导托卡马克,HL-2A大中型常规导体托卡马克。其中,HL-2A最高电子温度达5500万摄氏度,也达到国际先进水平。

凭借出众的技术成就,中国科学家正在国际热核聚变实验堆(ITER)计划中发挥核心作用。ITER是世界各大国合作的巨型全超导托卡马克装置,也是中国参与的最大国际科学计划。

目前,根据同ITER组织达成的协议,中国承担了ITER装置近8%的采购包,包括包层壁、线圈导体等12个任务,基本涵盖了ITER核心关键部件。其中一些制造任务由中科院等离子体所承担。由于具备全超导托卡马克装置的研制经验,他们生产的ITER超导导体、屏蔽包层等部件的性能在合作7方中处于领先地位。

据介绍,近年来中国对核聚变能源研发投入几乎成指数增长,积极政策的导向使核聚变能源研发处于空前发展时期。

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