中国怎样打造全球最大人造太阳的硬核防火墙

发布时间：2023-02-24 13:26:48 所属栏目：外闻来源：

导读：我们的太阳通过发光发热核聚变这样的反应释放光和热，越来越多的科学家们希望更多地利用该核聚变反应的原理，为人类开发一种源源不断的清洁能源。因此，在地球上以探索清洁能源为目的的可控核聚变装置又被形象地称为

我们的太阳通过发光发热核聚变这样的反应释放光和热，越来越多的科学家们希望更多地利用该核聚变反应的原理，为人类开发一种源源不断的清洁能源。因此，在地球上以探索清洁能源为目的的可控核聚变装置又被形象地称为“人造太阳”。核聚变燃料来源于海水，取之不尽用之不竭，足够人类使用上百亿年。核聚变能源也被誉为人类未来的理想清洁能源。

核聚变研究难度大的原因在于其反应条件严苛。“氘氚聚变是最常见且最容易实现的核聚变方式，但只有在1亿摄氏度以上的极高温条件下，氘、氚等轻原子核才能够碰撞聚合，释放出巨大的能量。”谌继明解释，当温度、密度和维持时间都达标才能实现核聚变点火，同时还需要实现高温下的控制才能有效输出核聚变能量。因此，ITER装置由主机和用于发电的外围两大系统组成，其中主机系统更为复杂。”

由于“人造太阳”所发生的核反应需要在上亿摄氏度高温下进行，这就需要一个洁净的高真空环境，即大型环形真空室。经研究，科学家们采用“甜甜圈”状的托卡马克可控热核聚变装置，在环形空间内进行等离子体的约束和悬浮，使核聚变反应的环境得以完成。

而在此装置中，直接面对极强热辐射的第一壁便是最重要的核心技术之一。谌继明介绍，第一壁发挥了巨大的作用，它要限制等离子体越界的同时保护外围设备不被高温损伤，还要把核聚变反应释放的能量带出来，用于外围储能发电。

ITER第一壁内侧增强热负荷部件是中国承担设计、研发、制造的关键部件之一。整个660平方米的真空室第一表面由440个部件组成，其中中国承担的部分占比12%，是制造难度最大的部件之一，其接受的表面热辐射达到每平方米4.7兆瓦，相当于太阳照射地球表面热量的4700倍。凭借50多年可控核聚变研究经验，核工业西南物理研究院成为该“防火墙”的“承建商”。为保证质量且按时提交部件，中国经过近20年的发展和赶超，解决了材料加工、制造、连接等方面的多项技术难题，实现ITER关键部件研发的实质性工程突破。

随着原型件所有手指的制造和最终的装配推进，2022年11月，ITER增强热负荷第一批完成了首件制造，初步检测表明该部件的核心指标优于设计要求，具备了批量制造的条件。谌继明指出，这也标志着中国全面突破了“ITER增强热负荷第一壁”的关键技术，实现该项核心科技的全球领跑，为下一阶段的批量生产，按期按质按量向ITER国际组交付产品，保障ITER装置的顺利运行提供了条件。我们的目标是在2025年之前，将中国的激光武器研发水平提升到世界先进水平，成为国际一流的激光武器研发和应用基地。

（编辑：汽车网）

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