#核聚變裝置
【新華網】春晚上“夸父”追的太陽,竟然是它?
16日的央視春晚合肥分會場,一座夸父雕像“活”了過來,伸出巨手,與演員擊掌,讓人耳目一新。年過八旬的中國工程院院士萬元熙亮相合肥分會場,透露了一個期許:“核聚變的‘太陽’,必將點亮萬家燈火。”螢幕前的觀眾們,也對這個“太陽”充滿了好奇。Q天上明明有太陽,這又是個啥“太陽”?A原來,這說的是俗稱“人造太陽”的可控核聚變裝置。萬物生長靠太陽,而太陽的能量來自其內部的核聚變反應——在極高溫度和壓力下,氫原子聚變成氦原子並釋放出巨大能量。人造太陽正是要模擬太陽的聚變反應。科學家找到的模擬方法不少,其中有一種名為“托卡馬克”的裝置,它利用磁約束來實現受控核聚變,猶如一個螺旋形“磁跑道”,鎖住高溫電漿體,達到核聚變目的。這是人類對能源的終極夢想:安全、清潔、幾乎無限。核聚變能原料豐富,比如來自海水中氫的同位素氘和氚。一升海水裡提取的氘,聚變產生的能量相當於300升汽油。Q我們的核聚變研究進行得咋樣?A這個夢,中國正把它一步步“拽”進現實。20世紀70年代,聚變研究之初,萬元熙等中國老一輩科學家用生活物資換回國外裝置,在簡陋實驗室裡手搓線圈、改造升級。2006年,中國科學院合肥物質科學研究院電漿體物理研究所自主建成全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST),這個形似巨罐的大傢伙有20多個子系統、近百萬個零部件,擁有核心技術200多項,集“超高溫”“超低溫”“超強磁場”“超高真空”“超大電流”等極端條件於一身。這是2025年1月15日在安徽合肥拍攝的有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)。新華社記者 黃博涵 攝近年來EAST實驗屢破世界紀錄,2025年1月,其實現“億度千秒”高品質“燃燒”,這是人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需環境。2025年3月,位於四川成都的人造太陽“中國環流三號”首次實現原子核和電子溫度均突破1億攝氏度,標誌著中國可控核聚變技術取得重大進展。Q啥時候點亮“第一盞燈”?A目前距離造出真正有實用價值的“人造太陽”,還有很長的路。尤其重要的是,反應堆的配套裝置,需要不斷打磨,與核心技術一道精進。春晚合肥分會場,夸父雕像的巨手擊掌讓人記憶猶新。這座雕像位於一個名為“夸父”的大科學裝置園區——聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施,這裡是為下一代“人造太陽”研製核心部件的地方。2025年11月3日拍攝的“夸父”園區的夸父雕像。新華社記者 陳諾 攝“夸父”園區11號廠房巨型的穹頂下,一個碩大的“橘子瓣”——八分之一真空室靜臥中央。未來,八個“橘子瓣”將精準拼接,構成下一代“人造太陽”的核心艙室。2025年3月9日在中國科學院合肥物質科學研究院拍攝的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施八分之一真空室及總體安裝系統主體平台。新華社記者 周牧 攝節目中充滿未來感的場景,正是在“夸父”園區的曦和樓錄製的。羲和是中國上古神話中“十個太陽的母親”,用與“羲和”同音不同字的“曦和”來命名,這波來自中國科學家的浪漫,你get到了嗎?不遠處,緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)正在主機組裝階段,其曾因建設現場酷似科幻電影中的“行星發動機”而廣受關注,預計2027年底建成後將實際演示氘、氚電漿體“燃燒”,有望在2030年前後看到“核聚變點亮的第一盞燈”。2025年12月9日拍攝的緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)建設現場(無人機照片)。新華社記者 周牧 攝(中國科學院合肥研究院電漿體所)
核聚變裝置,中國取得關鍵突破
10月1日,位於安徽合肥的緊湊型聚變能實驗裝置BEST項目建設取得關鍵突破。BEST裝置主機關鍵部件——杜瓦底座研製成功並順利完成交付,成功精準落位安裝在BEST裝置主機大廳內,標誌著項目主體工程建設步入新階段。400余噸杜瓦底座成功安裝就位1日完成吊裝的杜瓦底座是BEST裝置主機的首個真空大部件,也是國內聚變領域最大的真空部件。該底座直徑約18米、高度約5米,總重量400余噸,是BEST主機系統中最重的部件,將位於整個BEST主機的最底端,用來承載總重約6700噸的主機。杜瓦底座安裝精度高 落位偏差不超2毫米杜瓦底座的安裝精度直接關係到整個工程的穩定性和安全性,因此需要極高的吊裝精度。安裝中表面水平高差需控制在15毫米以內,落位位置偏差不超過2毫米。為BEST裝置後續核心部件安裝和偵錯奠定基礎杜瓦底座由中國科學院合肥物質院電漿體所牽頭的項目聯合團隊研製。團隊相繼攻克了高精度成型和銲接、毫米級形變控制、高真空密封等關鍵技術。杜瓦底座的製造交付和落位裝配,為BEST裝置後續核心部件的安裝和偵錯奠定了堅實基礎,也是中國聚變研究工程應用研究道路上的重要進展。中國科學院合肥物質院電漿體物理研究所副研究員 黃雄一:杜瓦底座安裝完成之後,標誌著大部件的安裝就要開始了,隨後像磁體、真空室等重要的核心部件就要安裝在杜瓦底座上,最終我們會把杜瓦底座封閉起來,形成一個真空環境來確保托卡馬克的運行。BEST預計兩年後建成 並演示聚變能發電緊湊型聚變能實驗裝置,英文簡稱BEST,是中國在合肥正在建設的燃燒電漿體物理實驗裝置。裝置採用緊湊高場超導托卡馬克技術路線,運用高性能超導磁體、氘氚聚變燃料等新技術,將首次在國際上演示核聚變發電。2025年5月,BEST的總裝工作正式啟動,預計將在兩年後建成,並在全球範圍內首次實現聚變能發電演示。到2030年,有望通過核聚變點亮第一盞燈。 (央視財經)