“人造太阳”时间表更新 第一度电瞄准2030年

  6月27日,两款我国自主研制的核聚变堆超导磁体,完成技术验收和满工况参数测试。其中,高温超导中心螺管线圈是紧凑型聚变实验装置的关键部分。装置计划将于2027年底建成,并在2030年前后,演示用核聚变发出第一度电。

  模拟太阳内部释放能量的机制,人造太阳,需要把燃料加热到上亿摄氏度,但是,没有哪种材料能够长期承受这种高温。几十年来,科学家们采用的主要方法,是用强大的磁约束把等离子体“托”起来,让火球不碰壁、不熄灭,而团队所要做的,就是要制造出“人造太阳”的这个关键部件。

  按照目前主流路径,主要用海水提取出来的轻原子核“氘”做燃料。一升海水的聚变能量,相当于300升汽油,而且几乎不产生放射性强的核废料,没有碳排放。地球的海洋中,蕴藏了大约45万亿吨的聚变原料氘,按照人类消耗能量的速度,可以维持人类发展几十亿年。因此,世界主要发达国家,都将目光投向了“人造太阳”,成为必须拿下的技术。

  魔法,落到手上,是一根薄薄的高温超导带材。它中间真正起作用的超导层,只有一微米左右。它要被加工、扭绞、塞进钢管,再挤压成型。一根线弯过去,看似只是改变形状,实际上同时经历了拉伸、压缩、扭转。任何一道工序失控,都可能让它失去作用。

  六年前,秦经刚接到的任务,只有一个大致框架。要求有两个:把性能提上去,把价格降下来。当时,设计怎么定,材料哪里来,一切都是未知数。

  经过六年努力,此次完成测试的磁体,从原材料、结构,到装备和工艺,实现了100%国产化。成本也随之改变,同样的超导材料,曾经一米要四百元,如今降到了一百元。

  更为重要的是,这次的线圈从重量、尺寸和储能都远远超过之前的规格,单个线圈从350吨上升到580吨。这意味未来“人造太阳”的能量也将更大。不过对秦经刚来说,这次通过测试,还远不是终点。

  秦经刚:只算我刚才说的,是验证了从材料设计到工艺的可行性,这个线圈可以往装置上用了,但是从真正的高温超导,尤其是高温超导在聚变应用过程中,我个人认为我们的道路只走了80%。剩下的20%,是要把线圈用在装置上,在苛刻环境下去考核它的服役稳定性和寿命。只有考核通过了,我认为高温超导这条路才是100%走完。

  近年来,中国的“人造太阳”,一直在加速刷新时间表。2025年1月,全超导托卡马克实验装置“东方超环”实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,刷新世界纪录。而此次超导磁体的突破,则是补齐了核聚变工程化链条上最难造的那块部件。它的背后,是从20世纪80年代开始,几代人的努力。

  秦经刚:回想过往,我们实际上在享受这个过程,我们越挫越勇,尤其这次实验做完,大家更有信心了。我们前面所有的辛苦,所有的汗水,甚至所有的泪水都没有白流。

  秦经刚:每次去做报告,别人就说你们老是50年,到底啥时候能实现?50年再50年,也确实说核聚变确实很难。但是经过这么多年发展,我们已经看到了曙光。所以,我们想按照现在的既定目标,能够在2030年首先发出第一度电。

  秦经刚:我相信,这肯定不用再等50年。未来,比如我们叫示范堆,甚至再到商业堆,我们还要一步一步来。“人造太阳”时间表更新 第一度电瞄准2030年

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