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核聚变实验成功了吗,我国核聚变发展取得重大突破 新一代“人造太阳”建成并实现首次放电

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2025-02-20
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一、核聚变实验成功了吗

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们成功实现了核聚变点火。

这是一个历史性的突破,因为核聚变点火作为实现可控核聚变的关键步骤,是实现可控核聚变的前提和基础。

在实验中,科学家们使用了近200台激光器,包括世界上最大的激光器,来轰击一个包含氘氚燃料的靶球。最终,实验结果显示,核聚变反应产生了约3.15兆焦耳的聚变放能,约为2.1兆焦耳激光器驱动能量的150%,从而实现了净能量增益。

这意味着科学家们已经找到了一个方法,可以利用核聚变产生的能量超过其消耗的能量,这在追求无限、零碳能源方面是一个重大突破。

这项实验的成功意味着人类已经迈出了实现可控核聚变的重要一步。虽然这只是实验性的成功,但核聚变能源的潜力巨大。

如果能够实现可控的核聚变,那么人类将有可能获得一种几乎无限的、环保的能源供应。这种能源不仅可以解决全球能源危机,还可以减少温室气体排放,从而对抗全球气候变化。

然而,尽管这项实验的成功是一个重大突破,但核聚变能源的商业化应用还需要更多的研究和开发。目前,这一领域的科学研究仍需要大量的资金支持,而且还需要在技术、工程和物理等多个领域进行深入研究。

此外,欧洲等地的实验室也在进行类似的研究和实验,全球合作进行能源科技的突破也是大势所趋。

总结来说,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们成功实现核聚变点火,是人类探索无限、零碳能源的重要一步。这一突破将为未来的能源科技带来巨大的机遇和挑战,也期待更多科学

二、可控核聚变什么时候能够实现?核聚变火箭什么时候能造出来?

1.目前,可控核聚变实验已经在一定程度上实现,但持续时间非常短(<1秒)。

2.多国(包括中国)合作的ITER托卡马克可控聚变实验装置计划在2019年建成。如果顺利的话,预计在2027年实现更持久、稳定的可控聚变。

3.聚变火箭有不同原理。某种意义上说,40年前就已经可以造,原理也不算复杂——先用传统的化学发动机把火箭送入近地轨道,然后在火箭的后面触发核爆,把核爆产生的冲击波和/或光能转化为火箭加速的动力。

4.20世纪50、60年代,美国、英国都做过相应的实验。但是,随着1963年《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》和1996年《全面禁止核试验条约》的签订,这种原理的核动力火箭研究因条约禁止而下马。

5.将来可能和可控聚变装置配套的推进器,有可能是离子推进器。离子推力器是一种空间电推进技术,其原理是先将气态工质电离,并在强电场作用下将离子加速喷出,通过反作用力推动卫星进行姿态调整或者轨道转移任务。

6.离子推力器具有比冲高、效率高、推力小的特点。与传统的化学推进方式相比,离子推力器需要的工质质量小,系统可靠性高,是一种已经进入实用化的太空推进技术。

7.目前的技术水平下,离子推进器的输入功率为1–7kW,喷口的喷射速度为20–50km/s,推力为25–250毫牛顿,效率为65–80%。要想发挥可控聚变提供的更高的功率,还要有更大推力的产品。

8.美国已经设计出一种小型核动力火箭发动机,称为微型核反应堆发动机,大约还需要6~7年可制造出来。

9.美国宇航局表示,它在月球探测技术方面主要想加速包括核能推进在内的多项新推进技术的研发工作。

10.在美国宇航局2003财年预算草案中,有4650万美元用于核推进研究;有7900万美元用于航天器核反应堆研制。

我国核聚变发展取得重大突破新一代“人造太阳”建成并实现首次放电

2020-12-05 10:57·环球网

来源:光明日报客户端

记者从国家原子能机构获悉,12月4日14时02分,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术,为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。

太阳之所以能发光发热,靠的是其内部发生的核聚变反应。因此,核聚变装置被人们形象地称作“人造太阳”。据国家原子能机构介绍,作为新一代“人造太阳”装置,中国环流器二号M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置(一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器),是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置。

该装置采用更先进的结构与控制方式,等离子体体积达到国内现有装置2倍以上,等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上,等离子体离子温度可达到1.5亿度,能实现高密度、高比压、高自举电流运行,是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置,也是我国消化吸收ITER技术不可或缺的重要平台。

中国环流器二号M装置项目于2009年由国家原子能机构批复立项,由中国核工业集团西南物理研究院(以下简称核工业西南物理研究院)自主设计建造。作为核工业主管部门,国家原子能机构通过强化科研投入和研发能力建设等,全力推动核聚变相关基础研究与应用研究。近年来,国家原子能机构创新管理模式,赋予科研院所自主权和决定权,持续稳定支持核聚变基础性、前瞻性研究,催生一大批原创性、前沿性成果。

此前,中核集团先后发展了多种类型的磁约束聚变研究装置,建成了中国环流器一号、新一号和二号A装置等三大国家重要科研设施,并取得了系列重大科研成果,树立了中国核聚变研究史上的一座座丰碑,为我国聚变能的发展奠定了坚实的科学工程技术与人才基础。

在中国环流器二号M装置建设过程中,核工业西南物理研究院联合国内多家研制单位,在装置物理与结构设计、特殊材料研制、材料连接与关键部件研发、总装集成等方面取得了多项突破,实现了可拆卸线圈结构,增强了控制运行水平,提升了装置物理实验研究能力;攻克了高镍合金双曲面薄壁件大型真空容器模压成型和焊接变形控制等关键技术;掌握了具有国际先进水平的异形铜合金厚板材制造成型工艺,实现了高强度膨胀螺栓组件的自主国产化;研制成功国际先进水平的国内首台大型立轴脉冲发电机组。以HL-2M装置建设为牵引,西物院掌握的特种材料、关键设备、极端条件精密制造等关键技术,已形成“同步辐射”效应,在航空、航天、电子等前沿领域实现创新应用。

国家原子能机构表示,HL-2M装置是实现我国核聚变技术高质量发展的重要依托,将使我国堆芯级等离子体物理研究及相关关键技术达到国际先进水平,成为中国携手世界核聚变能开发的国际合作平台。面向全球,它将吸引和集聚国际核聚变高端人才,培养造就一批具有国际水平的核聚变科技领军人才与高水平的创新团队,形成一批具有国际影响力的标志性科技成果。

据了解,我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略中,将聚变能作为解决能源问题的最终一步。开发核聚变能不仅是解决我国能源战略需求的途径,对我国未来能源与国民经济的可持续发展具有重大战略意义。目前,国家原子能机构正在研究布局一体化核聚变研究创新体系,打造国家级核聚变创新研究平台、国内外专家学者交流平台、青年科学家成长平台,全面促进我国核聚变事业由并跑向领跑迈进。

(光明日报全媒体记者陈海波、袁于飞通讯员王舒颖)

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核聚变实现了吗?
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