近日 ， 我国核聚变发展取得重大突破 。 2020年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 ， 为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础 。 那么 ， 究竟什么是“人造太阳”？中国环流器二号M装置实现了哪些技术突破和自主创新？中国之声独家专访了中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所副所长钟武律 。
为什么我们还需要第二个太阳？
俗话说 ， 万物生长靠太阳 ， 太阳的核心温度大概在1500万度～2000万度 ， 而地球上的金属材料在1000度左右就会融化 。 钟武律介绍 ， 中国的“人造太阳”所要做的 ， 就是在地球上建一个能够承受住1亿度、甚至超过2亿度高温的装置 。
钟武律说：“太阳到目前为止估计已经燃烧了大约50亿年 ， 太阳为什么能够永不停歇的燃烧呢？是因为它的质量非常大 ， 它靠这种万有引力可以很强有力的把这些聚变材料 ， 也就是它外层的氢元素原子核不断的往太阳芯部挤压 ， 实现一个非常高的温度 ， 非常高的密度 ， 自然而然就发生核聚变反应 。 ”
钟所长经常遇到人问他 ， 我们已经有了一个太阳 ， 为什么还要再造一个太阳呢？钟所长解释说：“这种装置的原理是和太阳发光发热的原理是类似的 ， 就是核聚变的原理 ， 所以它不是一个新的太阳 ， 而是一个聚变装置 ， 或者我们说它是一个聚变堆 ， 其实我们最终的目的就是要利用它来实现核聚变 ， 并且释放能量 ， 用来发电 。 ”
核聚变实际上是整个宇宙的能源 ， 建造“人造太阳”也是为了通过核聚变反应持续稳定地输出能量 ， 最终解决人类的能源问题 ， 从而造福人类 。 由于核聚变的原理和太阳发光发热的原理很相似 ， 所以 ， 这些以探索聚变清洁能源为目的的装置被人们称为“人造太阳” 。
“人造太阳”是如何发电的？
【“造太阳的人”：为什么我们还需要第二个太阳？】目前 ， 东方超环（EAST）、中国环流器二号A（HL-2A）、M（HL-2M）都属于“人造太阳”实验装置 。 钟武律介绍 ， 此次建成的中国环流器二号M装置（HL-2M）是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置 。 他说：“这个装置它是我国自主设计建造 ， 采用了先进的结构和控制方式 ， 具有先进的偏滤器位形的优势 。 它是我国目前规模最大 ， 参数最高的先进的托克马克装置 ， 它的体积是目前国内现有装置的两倍以上 ， 等离子体的电流的能力可以提高到2.5个兆安培 ， 等离子体离子的温度可以达到1.5亿度的样子 ， 也就是说太阳核心温度的10倍 。 ”
在HL-2M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 。
我们能控制得住“人造太阳”吗？
核聚变 ， 又称核融合 ， 简单说 ， 就是两个质量较轻的原子核融合在一起形成一个重核的过程 ， 它与核裂变原理相反 。 人类已经可以实现不受控制的核聚变 ， 如氢弹的爆炸 。
推荐阅读
- 动车组的“千里眼”“顺风耳”“隐形手”
- “奋斗者”号全海深载人潜水器表现优异顺利交付
- “量产”诺贝尔奖的日本，有何秘诀？
- “航天智慧”为水域管理开辟智能化道路
- “超级装备”助滇中引水工程建设提速
- 有WiFi 更舒适——我国新型“复兴号”动车组投入运营
- 北京大兴国际机场接受“全面体检”，国产飞行校验系统身手不凡
- 冰山雪海探南极——“雪龙”号第35次南极科考航行记
- 新技术，让抗疫复工跑出“加速度”
- 我国新一代“人造太阳”首次放电