美好生活,勞(lao)(lao)動創造。勞(lao)(lao)動者以(yi)(yi)專(zhuan)注為經,以(yi)(yi)耐心為緯,織(zhi)就(jiu)段段華彩(cai)篇章。在(zai)群山之巔,在(zai)地(di)心深處,總(zong)會有一些人堅守(shou)在(zai)崗(gang)位,追光逐夢,向“新”而行。
近(jin)年(nian)來,我國重(zhong)大科技基(ji)礎設(she)施建設(she)迎來快(kuai)速(su)發展期,一(yi)批(pi)大科學(xue)裝置建成運行(xing)。
在海(hai)拔(ba)4410米的海(hai)子(zi)山上,高(gao)海(hai)拔(ba)宇(yu)宙線觀(guan)測站“拉索”,作(zuo)為世界(jie)上海(hai)拔(ba)最(zui)高(gao)、規模最(zui)大、靈敏度最(zui)好的超高(gao)能伽馬射(she)線探測裝置,搜尋著看不見(jian)、摸(mo)不著的宇(yu)宙線。
在重巒疊嶂的喀斯特群山之間,500米口徑球面射電望遠鏡“中國天眼”(FAST),仰望蒼穹(qiong)、遠眺寰宇,將人類“視界”延伸到百億光年之外。
在地下700米深處,江門中(zhong)微子(zi)實驗的液體(ti)閃爍體(ti)探測器,可以將(jiang)微弱(ruo)的電信號放大1000萬倍,捕(bu)捉(zhuo)有(you)著(zhu)“宇宙幽靈”之稱的中(zhong)微子(zi)。
大科學裝置“夸父” 加快“人造太陽”研發
夸父逐日(ri)(ri)(ri)的(de)神話我們都聽(ting)過,但今天(tian)我們要認識的(de)大科(ke)學裝置“夸父”,不是助(zhu)力(li)逐日(ri)(ri)(ri),而是助(zhu)力(li)“造日(ri)(ri)(ri)”。
太(tai)陽蘊含著(zhu)無盡(jin)的能量,內部(bu)源源不斷地發生(sheng)著(zhu)聚(ju)變反應,釋放能量,滋養萬物。
聚(ju)變能(neng)源具有(you)原料豐富、安全高效、清(qing)潔(jie)低碳的(de)(de)獨(du)特(te)優點,聚(ju)變發(fa)電可提(ti)供(gong)近乎零碳排放的(de)(de)清(qing)潔(jie)能(neng)源,替(ti)代有(you)限的(de)(de)化石能(neng)源,有(you)望徹底解決人類能(neng)源問題。
人(ren)類要想實(shi)現利用(yong)核聚變(bian)能(neng)源,就需要建造出模(mo)擬太陽(yang)(yang)內部核聚變(bian)反應的(de)裝置。顧名思(si)義就是造出一個“太陽(yang)(yang)”,實(shi)現聚變(bian)發電。
為(wei)了開發利用聚變能源,我國(guo)在(zai)安徽(hui)合(he)肥(fei)設(she)(she)(she)計建(jian)造(zao)了大科學裝(zhuang)置——聚變堆主機關鍵系(xi)統綜合(he)研究設(she)(she)(she)施——這一設(she)(she)(she)施可(ke)以為(wei)未(wei)來我國(guo)的聚變堆建(jian)設(she)(she)(she),提供技術支撐和大型研發測(ce)試平(ping)臺。
“夸父”建設進入關鍵期 預計年底全面建成
目前(qian)“夸父”項目建設已經進(jin)入關鍵階段,預計將(jiang)于2025年年底全面(mian)建成(cheng)。
總臺央視記者 褚爾嘉:聚變研究對于我們(men)未來(lai)能源替代具有重要意義,而這里的科研人員們(men)多年來(lai)就一直(zhi)在為此(ci)做著不懈(xie)努力。
目前在安徽(hui)合(he)肥(fei)科(ke)學(xue)島的(de)聚(ju)變堆園(yuan)區里,已(yi)經(jing)有部(bu)分(fen)聚(ju)變研究的(de)大型科(ke)研設(she)施建成,一(yi)部(bu)分(fen)則已(yi)經(jing)通過驗收(shou)。
這(zhe)(zhe)座D形的(de)裝置(zhi),它形狀酷似(si)一(yi)個“橘子瓣”,這(zhe)(zhe)座大型(xing)裝置(zhi)名字叫:聚變堆(dui)主(zhu)機八分之一(yi)真(zhen)空室及總(zong)(zong)體(ti)(ti)安(an)裝平臺,它是將于今(jin)年(nian)(nian)年(nian)(nian)底建成的(de)聚變堆(dui)主(zhu)機關(guan)鍵(jian)系(xi)統綜合研究設施“夸父”項目的(de)重要組成部分。這(zhe)(zhe)座裝置(zhi)的(de)總(zong)(zong)高有20米,D形真(zhen)空室的(de)殼體(ti)(ti)高11米,主(zhu)體(ti)(ti)部分采用的(de)是超(chao)低碳不銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料,總(zong)(zong)重達295噸。
在今(jin)年3月份,這(zhe)(zhe)(zhe)座裝置(zhi)(zhi)已經通過專家組驗收。目(mu)(mu)前,科研人員在這(zhe)(zhe)(zhe)里開展的(de)主要(yao)(yao)是調試、集成(cheng)等工作。那么(me)這(zhe)(zhe)(zhe)么(me)炫酷的(de)造型到底是做什么(me)用的(de)呢(ni)?科研人員介紹,之所以叫八分之一真(zhen)空室(shi),就是未來(lai)的(de)聚變堆主機內部會有八個(ge)像這(zhe)(zhe)(zhe)樣的(de)裝置(zhi)(zhi),圍成(cheng)一個(ge)圓形的(de)真(zhen)空室(shi)。在這(zhe)(zhe)(zhe)里面把(ba)原料氘(dao)和氚加熱到上億攝(she)氏(shi)度(du)的(de)高(gao)溫,產(chan)生核聚變反應進(jin)行發電(dian),可見這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)裝置(zhi)(zhi)的(de)重要(yao)(yao)性。它既要(yao)(yao)耐高(gao)溫,強度(du)也要(yao)(yao)高(gao)。目(mu)(mu)前國際(ji)上只有我們中國擁有這(zhe)(zhe)(zhe)種大尺寸(cun)的(de)類(lei)似裝置(zhi)(zhi)。
為(wei)了(le)開(kai)展核聚(ju)變(bian)相(xiang)關(guan)研(yan)究,實際上我(wo)國早已部署相(xiang)關(guan)科(ke)(ke)研(yan)設(she)施的建設(she)。在合肥科(ke)(ke)學島,已經有大型科(ke)(ke)研(yan)裝(zhuang)置建成并投入運行,通過(guo)這(zhe)些裝(zhuang)置,科(ke)(ke)研(yan)人員還取得了(le)系列重(zhong)要的科(ke)(ke)研(yan)成果。
例如,在距離(li)我們這里1公里外的國家重大科(ke)技(ji)基礎設(she)施“人造太陽(yang)”全超導托卡馬克裝(zhuang)置(zhi)EAST。這座大科(ke)學裝(zhuang)置(zhi)在2006年(nian)就(jiu)已經建成(cheng)。“人造太陽(yang)”就(jiu)是一種模擬(ni)太陽(yang)內部核聚變反應過程的裝(zhuang)置(zhi),通過控制和維持高溫等離(li)子體運(yun)行,實現聚變反應來釋放(fang)巨大的能量。多年(nian)來,科(ke)研人員一直在用它開(kai)展物理實驗。
就在(zai)今年年初,利(li)用“人(ren)造太陽”EAST科研人(ren)員(yuan)就成(cheng)功(gong)實現了(le)(le)1億攝氏度1066秒的穩(wen)態(tai)長脈沖高約(yue)束模等(deng)離子體運行,刷新(xin)了(le)(le)托卡馬(ma)克裝(zhuang)置(zhi)高約(yue)束模運行的世界紀錄,這(zhe)就意味(wei)著(zhu)人(ren)類首次在(zai)實驗裝(zhuang)置(zhi)上模擬出了(le)(le)未來聚變(bian)堆高效穩(wen)態(tai)運行必(bi)備的環境(jing),這(zhe)是國際上該領域研究(jiu)的一項重大突破。
不(bu)僅如(ru)此,就在(zai)我(wo)們聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)堆園區邊上,緊(jin)湊(cou)型(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)能實驗(yan)裝置(zhi)(zhi)BEST工(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)總裝工(gong)作在(zai)這(zhe)兩(liang)天也已(yi)經啟動(dong)。目前,該(gai)工(gong)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)物理設(she)(she)計、工(gong)程(cheng)(cheng)設(she)(she)計等工(gong)作已(yi)經完成(cheng)(cheng),主體工(gong)程(cheng)(cheng)正(zheng)在(zai)加快建設(she)(she),未來(lai)建成(cheng)(cheng)后它將演示聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)能源發電。這(zhe)座(zuo)裝置(zhi)(zhi)我(wo)們可以理解(jie)為(wei)它是一個(ge)緊(jin)湊(cou)型(xing)的(de)(de)(de)核聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)實驗(yan)裝置(zhi)(zhi),科(ke)學家們就是要通過建這(zhe)樣一個(ge)裝置(zhi)(zhi),模擬(ni)未來(lai)商業化應用的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)堆在(zai)運行時的(de)(de)(de)各種狀況,也就是先建設(she)(she)一個(ge)樣本出來(lai),為(wei)未來(lai)建設(she)(she)真正(zheng)用于商業發電的(de)(de)(de)大型(xing)聚(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)堆奠(dian)定基(ji)礎。
無論(lun)是(shi)已經建成(cheng)的(de)人造太陽EAST、還(huan)是(shi)今年(nian)年(nian)底(di)前將(jiang)(jiang)完成(cheng)建設的(de)夸父項目,以(yi)及未來幾年(nian)將(jiang)(jiang)建成(cheng)的(de)BEST,合肥已經初步建成(cheng)了聚(ju)(ju)變(bian)研究的(de)裝置(zhi)集(ji)群。那么這(zhe)(zhe)一(yi)系列大(da)型科(ke)研裝置(zhi)的(de)建設及實驗研究,最終目的(de)只有(you)一(yi)個(ge),就(jiu)是(shi)加快(kuai)我國聚(ju)(ju)變(bian)能源的(de)開發,讓(rang)聚(ju)(ju)變(bian)能源早日走進千家(jia)萬戶(hu)。我們離這(zhe)(zhe)個(ge)目標還(huan)有(you)多遠呢?
問:目前我(wo)們夸父項目各系(xi)統建(jian)設進展如何?
中國科學院等離子體物理研究所副研究員王騰:目前,“夸父(fu)”項(xiang)目其他(ta)子(zi)系(xi)統(tong)也正在進行系(xi)統(tong)集成(cheng)和調試(shi)。例如(ru),我們正在研制的(de)(de)(de)環向場原型線圈,將套裝在D形真空室外,用以(yi)產生約(yue)束高溫等離子(zi)體的(de)(de)(de)強磁場,這個線圈將在今年八月份完成(cheng)子(zi)線圈研制并開始總(zong)裝。類似的(de)(de)(de)項(xiang)目在整個項(xiang)目中共(gong)有(you)19個課題,分布在園區中各個廠房內,圍繞聚(ju)變堆(dui)不同(tong)的(de)(de)(de)核(he)心(xin)部(bu)件開展關鍵技術攻關。
整體看,我(wo)們“夸父(fu)”項目將(jiang)在今年底全面建(jian)成,建(jian)成后,它將(jiang)是國際聚變(bian)領域(yu)參數最(zui)高、功能最(zui)完備的綜合性研(yan)究及測試平臺,將(jiang)為(wei)聚變(bian)實驗(yan)堆(dui)和工程堆(dui)核(he)心(xin)部件的研(yan)發及建(jian)設保駕(jia)護航,為(wei)我(wo)們國家能源(yuan)、信息、健康、環境等交(jiao)叉前沿(yan)領域(yu)提供研(yan)究平臺和強(qiang)大(da)的技術支撐。
問:什么時(shi)候聚變能源可以走進千家萬戶呢?
中國科學院等離子體物理研究所副研究員王騰:我們當前研究主要集中(zhong)在基(ji)礎實(shi)驗研究和(he)工程(cheng)技(ji)術驗證階段,且取得了良好(hao)成果,但聚(ju)變研究是一個持續攻(gong)關的過(guo)程(cheng),需要幾(ji)代科研人(ren)員幾(ji)十(shi)年(nian)(nian)的接續奮斗,預(yu)計(ji)十(shi)年(nian)(nian)內能夠(gou)進行聚(ju)變發(fa)電(dian)演示,未來(lai)二十(shi)到三十(shi)年(nian)(nian)能夠(gou)真正走進千(qian)家萬戶,實(shi)現(xian)聚(ju)變能商用。
太陽,是生命的源(yuan)泉(quan)
太陽,是光明的(de)象征
如今(jin),人類想在地(di)球上(shang)造出(chu)一個“太(tai)陽(yang)”
讓(rang)能源不竭,水清天藍,生命永續
新華(hua)社記者獨(du)家探訪
建(jian)設中(zhong)的中(zhong)國(guo)大科學(xue)裝(zhuang)置“夸父”(CRAFT)
看看這(zhe)個研究平臺
如何為未來(lai)的“人造太(tai)陽”研制“發動機”
“夸父”園區效(xiao)果圖(tu)(中國科(ke)學院(yuan)合肥物質(zhi)科(ke)學研究院(yuan)等離(li)子(zi)體(ti)物理研究所供圖(tu))
“夸(kua)父”的(de)學名為
“聚變堆主(zhu)機(ji)關鍵系統綜合研究(jiu)設施(CRAFT)”
是(shi)“十三五”立項的國家重大(da)科技基礎設(she)施(shi)項目(mu)
2018年12月獲批開工建設
預計(ji)2025年底全面(mian)建成(cheng)
9月11日拍攝的(de)“夸父”園(yuan)區建設實景。新(xin)華社記者 周牧 攝
從無到有
中國的科研工作者(zhe)和工程建設者(zhe)夜(ye)以繼日
邊建設、邊使用
如今的“夸父”園(yuan)區已(yi)交付啟(qi)用
來,讓我們“乘(cheng)坐”無人機
嘗鮮體驗(yan)下“夸(kua)父”雄姿
萬物生長靠太陽
太陽發光發熱是因為內部的核聚變反應
如果能(neng)在(zai)地球上造一個“太陽”
人(ren)類有望實現能源自由
20世紀中葉人類開始核聚變能源研究
我國在20世紀七十年代開啟“人造太(tai)陽”夢(meng)想
經過幾代科研工作者(zhe)接(jie)力奮斗(dou)
中國如今已建成
“東方超環(EAST)”“中國環流器”等(deng)
一批“人造(zao)太(tai)陽”實(shi)驗裝置
取得多項重大成(cheng)果
中國自主研發(fa)的EAST裝置(zhi)
擁(yong)有核心技術200多項(xiang)、專(zhuan)利近2000項(xiang)
匯聚“超高(gao)溫(wen)”“超低溫(wen)”“超高(gao)真空”
“超(chao)(chao)強磁(ci)場”“超(chao)(chao)大(da)電(dian)流(liu)”尖端(duan)技術于一爐
在(zai)此(ci)基(ji)礎上,中國下一(yi)代“人造太(tai)陽”——
中國聚變工程實驗堆(CFETR)已(yi)完(wan)成(cheng)工程設計
而為建設CFETR研(yan)究關鍵技術(shu)
正是“夸(kua)父(fu)”的主要使命(ming)
相比(bi)EAST
CFETR將更(geng)大、更(geng)高、更(geng)精(jing)密、更(geng)先進
目前在“夸父”的實驗室里(li)
已經可以看(kan)到CFETR部分部件的雛形
比如這個(ge)巨(ju)大的(de)“橘子瓣”
這就是未來“人(ren)造太陽”的重要組(zu)成部分
外(wai)表(biao)很壯觀
“夸父(fu)”的科技(ji)內涵(han)更可(ke)觀
如同(tong)中(zhong)國古代(dai)神話傳說(shuo)中(zhong)的夸父(fu)
胸懷大志、向往光明、不(bu)懼艱辛、勇(yong)于追夢(meng)
100余家國(guo)內(nei)合(he)作單位
60余家國際合作(zuo)單位
1000多名建設者
歷經5年多(duo)時間
攻(gong)克一系列科研與工程技術難題
9月15日,工(gong)作(zuo)人員在“夸父”園區安(an)裝調試(shi)設備。新華社記者 周牧 攝(she)
9月15日(ri),這是“夸父”園區內象(xiang)征自力更生、艱苦奮斗精神(shen)的早期(qi)聚變裝置發電機實物。新華社記(ji)者 周(zhou)牧 攝
向著光明
向著美好未來
中(zhong)國“夸父(fu)”奮力前(qian)行
來源(yuan):新華社