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    中國核聚變技術(shù)后來居上

    2016/10/10 11:16:38

    核能,在改變世界的同時(shí),也成為了一柄懸在人類頭頂?shù)摹斑_(dá)摩克利斯之劍”。

    與此同時(shí),科學(xué)家們也在試圖探索利用核聚變能這一新的能源。

    尋找能源新出路

    “核裂變已經(jīng)被人類利用發(fā)電,但裂變堆的核燃料蘊(yùn)藏極為有限,放射性核廢料的處理也是難題。”日前,中科院合肥研究院等離子體所常務(wù)副所長宋云濤在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說,“相比之下,核聚變能與太陽產(chǎn)生的能量方式相同,原料豐富且不會(huì)產(chǎn)生污染,安全系數(shù)要高出很多。”

    核聚變能是用從海水中提煉氫的同位素氘、氚作為燃料,原料豐富且不會(huì)產(chǎn)生污染。“核聚變比裂變產(chǎn)生的能量更加巨大,而且沒有放射性,可通過熄滅等離子體的方法終止核反應(yīng)。”中科院等離子體所研究員徐國盛說,核聚變能可謂是一種取之不盡用之不竭的新能源。

    “如果人類掌握了核聚變能源,將擁有可使用上十億年的清潔能源。”徐國盛說,因此受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)裝置被人們稱之為“人造太陽”,是地球?qū)ふ夷茉闯雎返南M?/FONT>

    難以利用的家伙

    盡管核聚變是一種幾乎完美的能源形式,但上帝并不愿把它輕易賜予人類。

    “獲得核聚變能非常困難,很多關(guān)鍵技術(shù)都有待進(jìn)一步研發(fā)。”徐國盛說。

    比如,核聚變反應(yīng)要在極高溫度下才能發(fā)生,要想發(fā)生聚變就需要把氘氚燃料的溫度加熱到1億攝氏度。此外,科學(xué)家還面臨著等離子體湍流造成的反常輸運(yùn)以及如何控制各種不穩(wěn)定性等一系列難題。

    “關(guān)鍵是如何用一個(gè)裝置來維持核聚變反應(yīng)所需的等離子體狀態(tài)。”中科院合肥研究院副院長、等離子體所所長萬寶年研究員告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者,當(dāng)前國際熱門的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置WEST、EAST,均屬超導(dǎo)“托卡馬克”類型。

    然而,無論是WEST還是EAST,若想實(shí)現(xiàn)核聚變,裝置必須滿足兩個(gè)條件。“裝置系統(tǒng)要同時(shí)實(shí)現(xiàn)長脈沖和超高溫兩方面的需求,而且所有的部件都必須能夠主動(dòng)冷卻。”萬寶年解釋說。

    遺憾的是,目前國際上能夠進(jìn)行長脈沖核聚變實(shí)驗(yàn)的裝置并不多,而能實(shí)現(xiàn)長脈沖加熱的則更是少之又少。萬寶年介紹,國際上現(xiàn)有的托克馬克裝置大部分都屬于短脈沖,只能維持10秒、20秒。

    “WEST、EAST都是能實(shí)現(xiàn)長脈沖,但是還需要有長脈沖的加熱技術(shù)。”萬寶年表示,中國在加熱技術(shù)上已經(jīng)取得了一定成果,通過國際合作,將會(huì)為未來核聚變能的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

    中國學(xué)者在努力

    從當(dāng)年加入國際熱核聚變反應(yīng)堆(ITER)計(jì)劃,到現(xiàn)在的獨(dú)立開展核聚變實(shí)驗(yàn)裝置建設(shè)和研究,在核聚變之路上,中國正在實(shí)現(xiàn)從“追趕者”到“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)身。

    2006年9月,中國自主設(shè)計(jì)建造的EAST建成,并完成了首次成功放電,獲得電流200千安、時(shí)間接近3秒的高溫等離子體放電。與國際同類實(shí)驗(yàn)裝置相比,它使用資金最少、建設(shè)速度最快、投入運(yùn)行最早、運(yùn)行后獲得等離子放電最快。《自然》和《科學(xué)》分別對中國學(xué)者的努力作出高度評價(jià):“中國創(chuàng)造了聚變歷史”“這里科學(xué)價(jià)值得到極大體現(xiàn)”。同年,中國被ITER計(jì)劃吸納為七方合作成員之一。

    今年2月,EAST物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)電子溫度超過五千萬攝氏度持續(xù)102秒的超高溫長脈沖等離子體放電。4月底,我國首次向法國出口核聚變工程技術(shù),為法國核聚變研究實(shí)驗(yàn)裝置提供關(guān)鍵部件。

    “過去都是西方給我們研制裝備,現(xiàn)在反過來,我們來幫他們研制裝備。”中科院合肥研究院院長匡光力說:“如果我們自己沒有很好的表現(xiàn),人家也不會(huì)花大價(jià)錢來合作。”

    不僅如此,這里也變成了一塊吸引人才的磁石。“現(xiàn)在每年上千人次的國外科學(xué)家來等離子體所開展國際合作。十年前,還是我們遠(yuǎn)赴國外跟人家學(xué)習(xí)。”宋云濤說。

    中國核聚變技術(shù)后來居上的相關(guān)產(chǎn)品:
    • 產(chǎn)品名稱: 鉛屏風(fēng)、鉛衣架、電離輻射警示牌、分源防護(hù)屏、鉛箱、注射器防護(hù)套、報(bào)警燈

      產(chǎn)品描述: 單聯(lián)移動(dòng)式防護(hù)屏風(fēng) 1、規(guī)格尺寸:  H×W:1800×900 (mm)2、商品描述:  上部鉛有機(jī)玻璃的高度為   H×W:240×240 (mm)3、鉛當(dāng)量:  鉛玻璃0.5mmPb,  下部分鉛當(dāng)量為0.5mmpb4、外飾材料:碳素鋼板噴

    • 產(chǎn)品名稱: REN400型X、γ、α、β、中子多功能輻射檢測儀

      產(chǎn)品描述:      REN400型多功能輻射檢測儀是以內(nèi)置高靈敏度蓋格計(jì)數(shù)管為探測器,外接不同類型的探頭來實(shí)現(xiàn)對低劑量χ、γ射線,高劑量χ、γ射線,α、β射線和中子射線的檢測。作為多功能輻射巡測儀,能顯示工作場所的輻射值,自動(dòng)連續(xù)測量和記錄280萬條輻射劑量率數(shù)據(jù),更換

    • 產(chǎn)品名稱: REN300A型在線輻射安全報(bào)警儀

      產(chǎn)品描述:   REN300A在線輻射安全報(bào)警儀是一種新型的x-γ輻射連續(xù)監(jiān)測報(bào)警裝置,它采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路,具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示和超閾值報(bào)警等特點(diǎn),能實(shí)時(shí)給出xγ輻射劑量率;儀器內(nèi)置海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,能存儲(chǔ)10年的歷史數(shù)據(jù)且標(biāo)配提供強(qiáng)大的RenLocal輻射監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件。考慮

    • 產(chǎn)品名稱: REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

      產(chǎn)品描述: 本報(bào)警儀由REN300在線輻射安全報(bào)警儀和REN-3He-N中子探頭和REN-NaI30伽瑪探頭組成。該輻射報(bào)警裝置是采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路,具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和超閾值報(bào)警等特點(diǎn),能實(shí)時(shí)給出x射線、γ射線、中子射線的輻射劑量率。考慮到現(xiàn)場操作、應(yīng)急快速響應(yīng)的需要,主機(jī)安裝

    • 產(chǎn)品名稱: 電離輻射警告標(biāo)志牌

      產(chǎn)品描述: 材料: PVC塑料   不干膠  規(guī)格: 25 × 30cm 說明:電離輻射警告標(biāo)志的含義是使人們注意可能發(fā)生的危險(xiǎn)。其背景為黃色,正三角形邊框及電離輻射標(biāo)志圖形均為黑色,“當(dāng)心電離輻射”用黑色粗等線體字。標(biāo)牌的尺寸、形狀和顏色及文字描述嚴(yán)格按《GB 18871-200

    • 產(chǎn)品名稱: 電離輻射警戒線

      產(chǎn)品描述: 顏色:黃白相間,紅色文字“當(dāng)心電離輻射  嚴(yán)禁進(jìn)入”   材料:滌綸布   規(guī)格:4.5cm*100m   特點(diǎn):電離輻射特有三葉符警示符號(hào)和標(biāo)語   用途:在工業(yè)探傷、石油勘探等使用放射源或射線裝置的場所中需要隔離劃分出監(jiān)督區(qū)和管理

    • 產(chǎn)品名稱: REN-SN型半導(dǎo)體超高量程射線探頭

      產(chǎn)品描述: REN系列智能化輻射探頭均可和REN300、REN300A、REN300B系列主機(jī)配套使用,也可以單獨(dú)配套R(shí)enRiArea輻射區(qū)域監(jiān)測軟件使用。且具有RS485/RS232的通訊能力。所有探頭均可單獨(dú)外接報(bào)警燈,在超閾值的情況下就地給出聲光報(bào)警。 1、測量射線類型:X、γ射線2、探測器:半導(dǎo)體探

    • 產(chǎn)品名稱: REN320型立柱式X、γ輻射環(huán)境監(jiān)測儀

      產(chǎn)品描述:  REN320立柱式X、γ輻射環(huán)境監(jiān)測儀主要用于放射性監(jiān)測場所的行人或行包通過的監(jiān)測系統(tǒng),采用大體積的閃爍體探測器作為探測器,具有體積小,便于攜帶,靈敏度高,誤差小的特點(diǎn),適用與核應(yīng)急等特殊的放射性檢測場合。該輻射儀由一根便攜式立柱和一個(gè)REN400型多功能輻射儀主機(jī)組成。輻射立柱與探頭之

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