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中国“人造太阳”迈出大步,世界最大超导磁体测试系统全国产化成功

   时间:2025-01-14 09:47:37 来源:万大叔作者:万大叔编辑:快讯团队 发表评论无障碍通道

步入2025年的门槛,中国科技界再度传来振奋人心的消息。在安徽省合肥市的科学岛上,一座具有国际领先尺寸与实验条件的超级设施——大型超导磁体动态性能测试系统,已经顺利落成。尤为该系统从材料到设备再到系统,全部实现了百分之百的国产化。

随着人工智能技术的迅猛发展,社会对能源的需求急剧上升,传统的能源供应方式正面临前所未有的挑战。火电、水电、风电、太阳能以及核电,尽管各有其优势,但也都存在局限性。例如,可再生能源尽管潜力巨大,但发电效率却不尽如人意;火电则依赖于有限的化石燃料,且会造成环境污染;核电则存在安全风险,一旦发生事故,后果不堪设想。在这样的背景下,核聚变作为一种理想的能源解决方案,逐渐进入人们的视野。

核聚变,即热核反应,是两个较轻的原子核在高温高压环境下结合,形成一个较重的原子核和一个极轻的原子核的过程。这个过程中,会释放出大量的能量。尽管人类早已掌握了不受控制的核聚变技术——氢弹,但要想将其用于和平目的,就必须实现可控核聚变。

可控核聚变不仅资源丰富、安全高效,而且清洁低碳,因此被视为解决人类能源问题的终极方案。而“人造太阳”项目,正是模拟太阳内部的核聚变反应,是当前世界各国竞相研究的热点。中国科学家在这一领域取得了显著进展。

超导磁体是“人造太阳”项目的核心部件,其制造难度极大,对稳定性和安全性要求极高。它能够实现无损耗的大电流传输,产生强大的磁场,从而约束高温等离子体。中国的科研团队经过长达十年的不懈努力,攻克了一系列技术难题,包括大型聚变堆超导磁体设计、低阻超导接头、超低温磁体绝缘、失超保护、大型低温高电流电源以及快速磁场变化安全控制等。

在此基础上,科研团队还构建了一个动态性能测试系统。该系统由一个直径6.5米、高9.2米的大型真空容器以及极低温、大电流电源等系统组成,能够开展超导磁体的强电磁场、高压快速变化以及系统可靠性等实验,获取宝贵的运行工况实验数据。在首轮实验中,最大测试电流达到了稳态48千安,全面达到了设计指标。

除了超导磁体系统外,其他18项子系统的研制也已基本完成,目前正在开展整体集成及调试工作。预计在今年年底,该项目将全面建成,为我国“人造太阳”的研制提供坚实的工程技术基础和极端实验条件。在可控核聚变领域,中国已经走在了世界的前列。

 
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