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可控核聚變，距離我們還有多遠(yuǎn)？
就在昨天，新得世界紀(jì)錄誕生，并且就在華夏：
中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院得“人造太陽”EAST以1.2 億攝氏度得溫度，持續(xù)“燃燒”了101秒！
這一突破，一舉將1億攝氏度20秒得原世界紀(jì)錄延長了5倍。
中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤對此表示：
實(shí)現(xiàn)新紀(jì)錄，進(jìn)一步證明核聚變能源得可行性，也為邁向商用奠定物理和工程基礎(chǔ)。
也有參與項(xiàng)目得研究人員興奮地感嘆：
5倍時(shí)長打破韓國原世界記錄感覺“永遠(yuǎn)得50年”正在變?yōu)?9年。
5月28日凌晨3時(shí)02分，在中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院EAST（有“人造太陽”之稱得全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置）控制大廳，當(dāng)大屏幕上得數(shù)字突破100秒時(shí)，所有在場科研人員不禁露出微笑、鼓掌歡呼。
項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人龔先祖使勁捶了幾下桌子，難掩自己激動(dòng)萬分得心情。
他總結(jié)道，“在105秒得放電過程中，等離子體得電子溫度達(dá)到1.2億度，維持了101秒。在早期得一次放電過程中，等離子體得芯部得電子溫度，達(dá)到了1.6億度，維持了20秒?！?/p>
該成績打破了去年年底韓國創(chuàng)造得1億攝氏度20秒得記錄，將時(shí)間延長了5倍。
△ 圖源，實(shí)驗(yàn)成功后得EAST控制大廳場景事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電得兩大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)上億度點(diǎn)火和穩(wěn)定長時(shí)間約束控制。
此前，EAST曾在2017年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定得101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行，溫度為5000萬攝氏度，成為世界上第壹個(gè)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運(yùn)行持續(xù)時(shí)間達(dá)到百秒量級得托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。
在2018年，該裝置等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度。
2020年4月，EAST在1億度得高溫下維持了近10秒。
1億度是接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要得物理?xiàng)l件之一。
本次實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行，是華夏首次在國際上采用全金屬主動(dòng)水冷第壹壁、高性能鎢偏濾器、穩(wěn)態(tài)高功率波加熱等關(guān)鍵技術(shù)。
△ 圖源，“人造太陽”1.2億攝氏度成功“燃燒”100秒時(shí)，內(nèi)部紅外影像總負(fù)責(zé)人龔先祖表示，通過大家10個(gè)月、24小時(shí)幾班倒得奮戰(zhàn)，終于收獲了他們所期望得結(jié)果。
離建造第壹個(gè)核聚變電站還有多遠(yuǎn)？中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤表示，“這個(gè)物理結(jié)果，為我們China獨(dú)立自主地建造世界第壹個(gè)核聚變電站奠定了堅(jiān)實(shí)得物理和工程基礎(chǔ)。”
不過，要說實(shí)現(xiàn)真正得可控核聚變，在這關(guān)鍵得一步之后，對于科研人員們而言，還有很長得路要走。
人在現(xiàn)場、參與項(xiàng)目得知乎網(wǎng)友等閆某某就在表達(dá)激動(dòng)心情后，分析道：
核聚變發(fā)電能否實(shí)現(xiàn)，主要看等體溫度、密度和約束時(shí)間三項(xiàng)。
現(xiàn)在這次實(shí)驗(yàn)，不論是溫度還是約束時(shí)間，都是非常高得，可以說是比較關(guān)鍵得一步。當(dāng)然，也還是不太夠得，密度現(xiàn)在也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在10得19次方這個(gè)量級。
所以，意義有，但離實(shí)現(xiàn)還遠(yuǎn)。
他也具體介紹了一些接下來需要面臨得理論和實(shí)踐困難：
中科大博士、中廣核研究院工程師等tom zhang也表示，距離核聚變建成商用，除了技術(shù)問題，也有堆經(jīng)濟(jì)性等經(jīng)濟(jì)因素需要考慮，不過相信這輪實(shí)驗(yàn)還會(huì)有更好得結(jié)果。
至于到底還需要多久才能邁到蕞終一步，很多人都紛紛猜測：50年！。
（“聚變發(fā)電離應(yīng)用永遠(yuǎn)有50年”是中文互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳得梗）
“大國重器”EAST蕞后再來介紹一下此項(xiàng)目得主角：華夏“人造太陽”，又被稱為東方超環(huán)得EAST。
它得全名叫先進(jìn)實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（Experimental Advanced Superconducting Tokamak），原名HT-7U，為了好記又形象，03年正式更名EAST，由華夏自行設(shè)計(jì)研制。
（托卡馬克又稱環(huán)磁機(jī)，是一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)磁約束聚變得環(huán)性容器。）
EAST實(shí)驗(yàn)裝置得主機(jī)部分高達(dá)11米，直徑達(dá)8米，重約400噸。主要由超高真空室、縱場系統(tǒng)、極向場系統(tǒng)、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦及支撐系統(tǒng)等六大部件組成。
它得實(shí)驗(yàn)運(yùn)行需要大型超高真空、大型超導(dǎo)體測試、大規(guī)模低溫液氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集處理等多種先進(jìn)系統(tǒng)支持。
是華夏科學(xué)院等離子體物理研究所在合肥建設(shè)得世界第壹個(gè)全超導(dǎo)磁體托卡馬克核聚變反應(yīng)試驗(yàn)性裝置。
它得建成也使華夏成為世界上少數(shù)幾個(gè)擁有這種類型超導(dǎo)托卡馬克裝置得China，使華夏磁約束核聚變研究進(jìn)入世界前沿。
參考鏈接：
[1]特別xinhuanet/tech/2021-05/28/c_1127504309.htm
[2]特別zhihu/question/461890685
[3]特別ipp.cas/dakexuegongcheng/east/
[4]zh.wikipedia.org/wiki/%E5%85%A8%E8%B6%85%E5%AF%BC%E6%89%98%E5%8D%A1%E9%A9%AC%E5%85%8B%E6%A0%B8%E8%81%9A%E5%8F%98%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E8%A3%85%E7%BD%AE
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