【人造太阳:为开发核聚变能源探路】
 

眼下,合肥科学岛春光无限、生机盎然。小岛的中间地带,矗立着一座外形酷似宇宙飞船的大楼——中国科学院合肥研究院等离子体所;大楼深处,有一个大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置(中文名为东方超环,简称EAST),俗称“人造太阳”。

  这座由我国自主设计、自主建造的核聚变实验装置,多次创造出等离子体运行的世界纪录,代表着我国磁约束聚变研究在高温等离子体运行物理和工程方面的研究水平,为全人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

  “人造太阳”长什么样?何时能造福人类?前不久,记者进行了实地探访。

  一旦人类掌握了核聚变能,将拥有可使用上百亿年的清洁能源

  尽管提前做了一些功课,当真正来到“人造太阳”面前,这个庞然大物依然让人震撼。装置主体高11米、直径8米、重达400吨,周围供电、冷却等辅助设备林立。其核心结构是一个像面包圈的环形磁容器“托卡马克”。

  探访当天,“人造太阳”并未进行实验。大约十几名科研人员手持检测工具,在装置主体上下攀爬,进行设备维护和更新。装置零件数量巨大,材料和工艺完全依靠自主研发。从2006年建成至今,装置每年都会进行保养和零部件更新换代,确保实验的顺利进行。

  俗话说万物生长靠太阳。在太阳内部无时无刻不在发生着核聚变,为大自然带来最普遍的能量来源。所谓“人造太阳”,是指充分利用这个科学原理,在地球上建造一套核聚变装置,像太阳一样发生核聚变反应,从而源源不断地产生能量。严格意义上讲,“人造太阳”的称谓并非专属于东方超环,凡是应用了类似原理的装置,都能这么称呼。

  “人造太阳”重要性体现在哪里?

  这要从核聚变能的优点说起。相比核裂变,核聚变没有放射性。氘和氚反应的生成物是氦气,对环境无害,一旦造成反应的等离子体熄灭,聚变反应会终止。核聚变的原料储量也很丰富,氘可以直接在海水中提取,氚则可以通过中子和锂反应产生。据估算,一升海水中提炼出来的氘经过核聚变反应释放出的能量相当于300升汽油完全燃烧释放的能量。核聚变能凭借资源无限、清洁环保,不产生高放射性核废料等优点,是目前认识到的、可以最终解决全球能源问题的重要途径之一。一旦人类掌握了核聚变能,将拥有可使用上百亿年的清洁能源。

  东方超环这座大科学装置对实现核聚变能有什么贡献?

  中科院合肥研究院副院长、等离子体所所长宋云涛介绍,这座大科学装置的科学目标,正是从前期基础研究出发,对受控核聚变相关的前沿物理问题展开探索性实验研究,既着眼物理理论突破,同时验证工程上的可行性,为将来打造真正的商业聚变堆、电站打下基础。

  太阳发生核聚变,主要依靠星球引力约束等离子体。可地球上没有那么大引力,要想让能量不失控,就需要借助磁场来约束。受控热核聚变的实现离不开超高温、超低温、超强磁场、超大电流、超高真空的极限环境,科学家们用磁场做成“托卡马克”这座“磁笼”,牢牢将高温物质控制住,磁场外面用真空隔绝,保护装置材料不被烧毁。

  尽管主流可控核聚变方式不止有磁约束这一种,还有惯性约束、引力约束等,但磁约束在实验室条件下接近成功,也是国际上主流的研究方向。因此,托卡马克核聚变实验装置被公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径,是地球寻找聚变能源出路的希望。

  在东方超环这座大科学装置的牵引下,衍生出一系列创新成果

  从5000万摄氏度放电30秒至60秒,再到百秒,再到1亿摄氏度运行20秒……东方超环不断刷新着放电纪录。如果能较长时间维持1亿摄氏度的高温,实现接近1000秒的放电时间,将证明人类距离解决核聚变商业化应用的步伐更进一步。

  每一秒的增长,在科学上都具有极高的难度,背后是科研人员夜以继日的钻研和呕心沥血的付出。

  实现受控热核聚变和稳态约束等离子体,是国际共性科学难题。根据物理学理论“劳森判据”,核聚变点火条件包括核聚变燃料的温度、密度和约束时间这三个要素。据等离子体所博士鄢容介绍,想实现聚变反应,首先要达到1亿摄氏度以上,使聚变燃料完全电离,并在保证等离子体密度的前提下,将高温等离子体维持相对足够长的时间,不泄露不逃逸,才可能释放出足够多的能量。托卡马克的高温物质,就像是一群正在嬉戏打闹的淘气孩子,很难控制。温度、密度、时间这三个要素缺一不可,相互协调到最佳状态,才能实现稳态约束。

  除了科学实验难度高,作为集成系统,这个装置对工程配合要求也极高。据了解,整个大科学装置总共有48个窗口,零件数量相当于5架波音777飞机的零件总和。短短的数十秒运行中,任何一个零件失灵,任何一滴不该出现的水珠,任何一个停滞的环节,都会导致实验风险。科研人员不舍昼夜地实验、调试,就是希望能更精确掌握等离子体的基本特性,研究改进磁笼子的形态和性质,在看似杂乱无章的现象中发掘科学规律,提出长时间等离子体稳定约束的最佳运行方案。

  大科学装置集高精尖技术于一身,其承载的意义早已不止追求科学目标本身。在东方超环这座大科学装置的牵引下,衍生出了一系列重要的创新成果,形成了超导技术、低温技术、等离子体技术、生物技术、材料技术、机器人技术等多个产业技术板块,推动一大批高新技术成果实现转移转化,实现了“一路摘瓜”“沿途下蛋”。

  比如,质子和重离子放疗是目前国际公认最尖端的放射治疗技术,一直被发达国家所垄断。等离子体所利用大科学装置的超导技术,积极研制国内首套具有自主知识产权的医用超导质子癌症治疗系统,将大幅降低患者治疗费用。

  此外,等离子体还能治疗皮肤病,有广谱抗菌、加速凝血、促进细胞增殖、无耐药性及副作用等优点;等离子体所将大科学装置离子束技术引入生物学科,致力于微生物新菌种的创制、发酵调控、产物分离分析及终端产品的研究和产业转化。

  据介绍,我国的核聚变研究与国际基本同步,甚至在聚变某些技术领域确立了领跑地位,在超导、稳态控制、加热等方面巩固了中国特色。有国外期刊称赞“中国创造了聚变历史”“在这里科学价值得到极大体现”。

  以东方超环项目为依托,科研人员参与了目前全球规模最大的国际科研合作项目

  在国际科技合作方面,东方超环作为国际磁约束聚变装置中最前沿的国际开放平台之一,积极开展国际联合实验,促进了全面开放共享。

  更重要的是,以这个项目为依托,我国科研人员参与了目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目ITER(国际热核聚变实验堆计划)。该计划的目标是在和平利用聚变能的基础上,探索聚变在科学和工程上的可行性。包含中国在内的多个国家参与了这个国家大科学项目,举多国合力向受控聚变实验堆迈进。

  “东方超环很像ITER的缩小版,运行模式也都是采用了长脉冲高约束。我国科研人员在这个装置上摸爬滚打这么多年,每个材料都摸过,每个环节都练过,真正积累了等离子体运行的实际经验,能在科学原理和工程建设上为ITER提供宝贵参考经验。”宋云涛说。

  当前,我国承担了ITER10%左右的采购包,其中七成由中科院合肥研究院等离子体所承担。科研人员勇于担当,直接争取到ITER最重要的核心设备“超导磁体”的建造任务。这个任务风险很大,但科研人员不畏艰难,高效高质交付了18个采购包制造内容,涵盖了ITER装置几乎所有关键部件, 由上百家科研院所和企业承担。大电流高温超导直流电缆、脉冲高压变电站首台主变压器……自主研发的各项设备运到欧洲,获得了合作伙伴的高度认可。也正因为他们的出色表现,我国直接拿下了整个装置的总装任务。2020年10月,ITER计划启动主体安装工作,我国科研人员恪守承诺,确保安装进度正常。

  参与ITER项目十几年,我国科研团队获得了深度参与国际科研合作项目的机会,积累了建造“人造太阳”的经验,在材料科学、超导技术等领域研发能力得到进步,为中国建造聚变工程实验堆(CFETR)奠定了基础。

  “许多研究物理的年轻人通过在ITER的历练,开阔了眼界,锻炼了本领,回国后成为‘挑大梁’的骨干。”宋云涛说,许多与合肥院合作的国内企业,在生产超导材料、打造零部件方面达到水平一流,积累了国际工程管理、国际合作经验;一些企业甚至走出国门,拿到了国际订单。

  “作为东方超环的科研团队,我们感到责任重大、使命光荣。近期,我们希望通过努力,向超高温度更长时间的放电努力,产出一批原创性、战略性、集成性创新成果;长期而言,我们盼望着能够实现大科学装置能量输出大于输入,争取在2040年前后建成聚变电站,让千家万户早日用上核聚变能源,实现清洁能源梦想。”宋云涛说。(记者 刘诗瑶)

来源:人民日报

要说近段时间最火的一位男星,相信很多观众们都会认为是龚俊吧!在第一季度热播的双男主剧《山河令》中,龚俊饰演的“温客行”一角受到了很多观众们的喜欢。虽然在此之前龚俊出演了不少网剧,但知名度和人气都不高,不过如今一炮而红也是成功跻身了当红小生的行列。
那么近期龚俊有多火呢?首先是与《山河令》另一位男主合体参加了《王牌对王牌6》《快乐大本营》两档国民综艺的录制,其次是加盟了《极限挑战7》《创造营2021》《乘风破浪的姐姐2》《我是女演员》四档热门综艺的录制,这曝光率和宣传力度,真是当属“流量艺人”的范畴了。
除此之外,龚俊近期也在拍摄新剧《沉睡花园》,是与乔欣合作的都市题材,还是相当令观众们期待的。另外《山河令》片方也已定将于5月3日、4日举行“生来知己主题演唱会”,届时龚俊也会现身。而据知情人士爆料,龚俊三年前与陈瑶合作拍摄的新剧《梦幻西游》,也暂定下周会登陆腾讯视频、芒果TV上线了。
《梦幻西游》是由唐人影视出品的青春奇幻题材作品,讲述的是一群游戏高手因为游戏当中的一个Bug而被卷入到虚拟与现实交叠的危机之中的故事。据悉该剧将更名为《指尖少年》,时隔三年能够上线也是相当难得了。毕竟从已发布的剧照来看,几位主演的造型都十分过时。
当然了,《指尖少年》能够上线还是因为如今龚俊的热度正盛,就像之前朱一龙凭借《镇魂》大火,库存剧《许你浮生若梦》也是很快定档播出了。而《指尖少年》虽然造型过时,但男女主角都是知名度很高的当红演员,相信还是值得一看的。大家期待这部新剧上线吗?

说起军旅剧,相信大家第一时间就会想到由王宝强、陈思诚、段奕宏、张译等人主演的《士兵突击》。该剧的热播,除了取得口碑收视双丰收,更是掀起一波观剧热潮,同时也彰显了国家文化软实力。不过,今天,笔者要给大家安利的,除了《士兵突击》在内,近日刚刚播出不久的火箭军题材剧《号手就位》同样也上榜了,只是对比以往的经典军旅剧,还是差了点,但是总体而言,同样值得一看。废话不多说,直接上干货了~(按照个人喜欢排序)
第一部《士兵突击》
王宝强、陈思诚
在我心目中,这完全就是一部无法超越的军旅剧。一个普通士兵成长为一个真正的战士不光是有坚定的信念和艰苦的磨练,背后更有无数人的鼓励和支持 一群热血战士让人看了又感动又励志。最舍不得的是史班长退伍那段戏,看得泪流满面。此外,这部剧“不抛弃不放弃”的信念也给了我今后生活中很多鼓励。我爱了《士兵突击》很多年,它带给我的影响远不仅仅如此,它不仅仅是一部影视剧,它是一部有血有肉的人生巨作,也是一个带着灵魂的信仰。
第二部《我是特种兵》
谷智鑫、徐佳
我觉得这是特种兵系列里最好看的一部了。故事很明显打磨得比后面几部更顺畅,镜头语言也很好,反反复复这部剧也看了好几遍了。谷智鑫演的男主角也特别出彩,也特别喜欢演狗头老高的男演员,特别有男人。更加值得一提的是,每次回看这部电视剧的时候,当听到“忠于祖国,忠于人民”,“同生共死”的时候,还是会热血沸腾,很燃!总之,这部剧打开了我看特种兵的旅程,真的很励志,又很热血。
第三部《火蓝刀锋》
杨志刚、郑凯
杨志刚出演的多部电视剧中,我看得最顺眼的一部剧,虽然台词还是别扭,但是军旅剧的风格就是这么的让人热血沸腾,很燃,很不错。而且这部剧不仅呈现了蒋小鱼的奋斗过程,还很好的揭开了我国海军的神秘面纱,剧情连贯,剧情走向都很有意思,看得津津有味,剧里有人情味也有护国魂,真的好看!“为祖国的大海流尽每一滴热血”是对我国军人的一个真实写照,这就是爱啊!因为国家是我们的啊!
第四部《号手就位》
李易峰、陈星旭
最初看了预告片就很期待号手就位,首部讲述火箭军题材的影视作品 是受到火箭军部队认可的好片子,开头就来了个大火箭被震到了,演员表演的也自然细腻,展示了军营的另一面。而且一开始以为是那种严肃的军旅,没想到是严肃热血又不失轻松搞笑。”我弄死你”让我想到了我军训的时候教官挂在嘴边的一句话,太接地气了。李易峰真的可以啊,夏拙身上都看不出顾耀东的影子了。这剧也真的让我长见识,值得一看!
第五部《战雷》
张博、邢佳栋
题材很冷门,但其中有欢笑,更有唏嘘,最后的结局看着让人五味杂陈(非贬义),表面上看着有点emmm,实际上这结局却有点让人感到释然(只能说结局是萝卜青菜各有所爱,至少我能接受) 整体而言这部剧未必很完美到人人称赞,就是典型的瑕不掩瑜。但至少很踏实,很用心,内容充实,特别是人物没那么单一脸谱化这很难得,更何况是2013年的剧,七八年下来还未必有多少剧质量比他好到哪里去。


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 平时也会看看书人物传记,纪录片等,心仪对象,160cm 以上,温柔善解人意,懂一些英语,可以一起出国旅游看下世界,有机会的话,漳州,厦门最佳,男嘉宾[爱心]
  • 2.启动做L头,高潮出跟风.分化看L头,发酵入场做跟风,因发酵起来的时候,对手基本上没有L头的话,想要参与这个有持续性的题材,那就只能去做后排,一个题材如果没有
  • “生活的旋律不再是永恒的田园牧歌,中年的叛逆来势汹涌”“我行我素需要判断力和勇气的双重加持”所以只要有机会,我必然是去做一个“言听计从”的人,因为“无需过脑”我
  • 小刘学姐给了我个大鸡腿,让我补补身体[二哈]室友看到我的朋友圈后给我说了声 生日快乐 ,然后他们可能看我今天生日,原谅了我今天又搞到很晚[坏笑]就酱 看小说
  • 不挥霍健康、不自我设限、不沉迷娱乐、不拖延犹豫……#思维自律的9个建议#↓↓思索,改变,从今天开始[鼓掌]【从现在起,做一个思维自律的人】想怎么吃就怎么吃,胃坏
  • 今天,正是拯救大象日(Save The Elephant Day)希望大家能和框框一起,关注大象的生存处境,也要对消费象牙产品、大象骑乘与表演“say no”!
  • 我惊了呀你是什么人间巨美!张哲瀚太漂亮了啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊您的脸是上帝的恩赐!
  • 杨帆没想到,自己的一个劝烟举动,竟使得老人昏了过去,在听到物业办公室里的动静后,他立马便冲了进去,进行救治。”在听到家属的这句话后,杨帆的脑子嗡嗡作响,他浑浑噩
  • 我们有没有想过为什么“嫉妒”二字都用“女”字旁?这是中国古人造字的智慧,因为他们发现,嫉妒的情绪变化表现得最明显的,一般来说都是女性,并不是说男人没有嫉妒心,当
  • 如果非要做,我得控制好买入的仓位,不能太大,因为的确是在赌。剩下的三分一就看天时了,也就是运气,运气这东西有多重要,看看身处美股的巴菲特我们就知道了。
  • 现在!是!
  • 然后坐下来说看看猫猫刚洗完的牙齿然后打了麻醉的猫猫觉得自己受到了生命威胁吧一直在挣扎、三次都没有放进笼子里还跑了追他我还摔了一跤但是上一次晚上因为我猫猫也跑进花
  • #英赫INHEdaily# 【优衣库与泡泡玛特发布联名系列】日本快时尚巨头优衣库日前揭露了首次同中国潮流品牌泡泡玛特的联名系列,该联名系列 UT将于4 月29日
  • 那就不要说什么,如果确实有些收费标准没告诉你,那么可以走投诉路线,把不合理费用去掉,这种人有担当,自己知道的费用一定会还,被骗的打S不会处理,这种人在生活中性格
  • #让宝贝回家[超话]# 约1992年10月出生1996年左右从陕西省某福利院领养到河南省虞城县的陈庆寻亲606366bbhj(血型A,现高158cm,一个旋,
  • 有一天太阳晒的耀眼,我打下遮阳板,发现这一路枝繁叶茂,他们的身行都比去年又大了一圈,其中梧桐树的叶片功劳最大,便想,原来就在疫情停课那个期间她已悄然绽放...风
  • 地 藏 经 全 文(注 音 版)  恭请南无大慈大悲地藏王菩萨慈悲护持  赞  稽首本然净心地 无尽佛藏大慈尊  南方世界涌香云 香雨花云及花雨  宝雨宝云无数
  • 呆在我小小的茶空间放空 这是我最喜欢的角落我把花瓶里插满绿植用枝叶花草搭配出心仪的样子在这里看书 喝茶 听音乐....午后...泡上一杯丸木制茶出品的白桃乌龙
  • 说起这几年秋储冬售的蔬菜“生意经”肇东市太平乡同合村蔬菜种植户李洪成露出了满意笑容:“反季错时销售的大白菜不愁销路,菜叶鲜绿、口感好、好吃又实惠,在市场认可度非
  • 作为一款夜间使用的涂抹式面膜,滋润度和舒适度也要平衡得很好,如果配方做得太粘腻油润,晚上睡觉还会粘枕头,但是太轻薄,第二天起来又感觉用了个寂寞。上回收到的可丽金