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合肥人造太阳传来最新进展核心部件100%国产化离清洁能源更近一步

合肥科学岛上的人造太阳项目,一直是国内可控核聚变领域的重点工程,近期又传来振奋人心的最新进展。聚变堆两套关键超导磁体顺利完成研制验收、满参数测试,核心技术全部实现国产化,标志着我国核聚变工程研发迈上全新台阶,无数人期待的无限清洁能源梦想,又向前迈出坚实一步。

很多人听过人造太阳EAST东方超环,它就是大家熟知的全超导托卡马克装置。原理和太阳发光发热一样,依靠氘氚核聚变释放巨大能量。想要实现聚变反应,需要上亿摄氏度的高温,没有任何实体容器能够直接承载这样的高温等离子体。科学家的解决办法,就是打造强大的“磁笼”,依靠超导磁体产生强磁场,把上亿度的等离子体悬浮在真空室当中,不和装置内壁直接接触,维持稳定反应。


这次验收的环向场超导磁体,堪称超级大国重器。它长21米、宽12米,整体重量达到582吨,是目前全球尺寸最大的聚变堆超导磁体。除了环向场磁体之外,高温超导中心螺管线圈,也顺利通过满工况参数测试。两套核心磁体,需要在极低温、大电流、强辐射的极端环境之下稳定运行长达60年,研发难度极高,如今全部实现自主制造,不用依赖国外进口技术。

除了磁体部件取得突破,新一代紧凑型聚变能实验装置BEST也正在紧张建设,主机组装进入“四环套装”关键攻坚阶段。简单来说,四环套装就是一层层嵌套组装真空室、冷屏、超导磁体,一层一层搭建起核聚变的核心反应腔体。按照规划,BEST装置力争2027年底完成整体建造,计划在2030年前后开展氘氚聚变发电演示实验。


EAST东方超环此前已经多次刷新世界纪录,实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,一次次拉长高温等离子体稳定运行时长。过去很多人觉得可控核聚变距离普通人十分遥远,属于只存在于科幻当中的技术。而合肥科研团队数十年持续攻关,不断解决等离子体控制、大型超导部件制造、耐高温材料等一道道难关,把幻想慢慢变成工程现实。


可控核聚变一旦实现商用,将会彻底改变全球能源格局。原料氘可以从海水里面提取,储量几乎取之不尽,反应产物没有高放射性核废料,是公认的终极清洁能源。如果核聚变发电落地,火电带来的碳排放压力、化石能源枯竭等难题,都有望得到根本性缓解,发电成本也有望大幅下降。


当然也要客观看待,可控核聚变商用还有不少技术难关等待攻克。实现长时间稳定、持续输出净能量,依旧是全世界聚变科研团队共同面对的难题。我国没有停下脚步,EAST、CRAFT、BEST多个项目同步推进,从基础物理实验到聚变堆主机部件研发,完整的研发链条正在一步步搭建成型。


从早年EAST装置第一次成功放电,到如今数百吨级巨型超导磁体成功下线,一代代科研人员扎根合肥科学岛默默耕耘。这项大科学工程,关乎未来几代人的能源出路,是一场漫长但意义重大的长跑。

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