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升級版的合肥“人造小太陽(yáng)”通過(guò)國家驗收。昨天上午，國家發(fā)展和改革委員會(huì )在合肥召開(kāi)了國家重大科技基礎設施“托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置輔助加熱系統”項目竣工驗收會(huì )議。這個(gè)歷時(shí)三年多，加裝了全國最大“微波爐”和一個(gè)巨型“噴槍”系統的“小太陽(yáng)”終于通過(guò)驗收，并且溫度已經(jīng)能達到5000萬(wàn)攝氏度，達到了設計目標的一半。
“小太陽(yáng)”升級通過(guò)國家驗收
首先，我們要明白一個(gè)定義。雖然這個(gè)裝置的“標準名稱(chēng)”——托克馬克核聚變實(shí)驗裝置輔助加熱系統，可能已經(jīng)讓你看得頭暈，但說(shuō)到“小太陽(yáng)”你一定不再陌生。
被稱(chēng)為“EAST托卡馬克核聚變實(shí)驗”的裝置是我國自行設計建設的世界首個(gè)全超導托卡馬克裝置，并于2007年3月通過(guò)國家驗收，俗稱(chēng)“小太陽(yáng)”。
那么，我們還要明白為什么要研究“小太陽(yáng)”，它又是做什么的？
“為了解決能源使用問(wèn)題。”EAST輔助加熱項目組一名研發(fā)人員告訴記者，目前世界范圍內的核電站的發(fā)電原理都是基于“核裂變”。
“但是，核裂變時(shí)所需的釷Th、233U鈾、235U鈾、239Pu钚等原料的資源儲備是有限的。此外，使用后所產(chǎn)生的廢料也很難處理，再先進(jìn)的科技也或多或少的會(huì )留有輻射。”該研發(fā)人員稱(chēng)，為了尋求可替代的新能源，科研人員開(kāi)始研究核聚變。
“核聚變所需的氘和氚，其原料可直接取自海水，這么看，來(lái)源幾乎是取之不盡的，所以目前世界不少?lài)叶及押司圩冏鳛橹攸c(diǎn)研究方向。”該研發(fā)人員稱(chēng)，“小太陽(yáng)”就是因“核聚變”而生的產(chǎn)物。
“目前美國、法國和日本都有不錯的技術(shù)，但是我們依然跑在前列。”研發(fā)人員稱(chēng)，這個(gè)“人造小太陽(yáng)”主要是靠模擬太陽(yáng)及其它星體上發(fā)生的核反應來(lái)釋放能量，目標是將溫度提升超過(guò)1億度。
裝備1:全國最大“微波爐”
本次的輔助加熱是EAST大科學(xué)裝置的二期工程。作為國家發(fā)改委“十五”大科學(xué)工程項目，于2008年7月立項，2011年11月開(kāi)工建設，預期建設4兆瓦中性束加熱和4兆瓦低雜波電流驅動(dòng)系統。
說(shuō)白了，本次通過(guò)驗收的項目就是為了給我們的“小太陽(yáng)”助力，在幫它繼續提升電子溫度、加大輔助加熱功率的同時(shí)，還能做到持續和可控。
但是，怎么給“小太陽(yáng)”發(fā)送能量呢？
首先得有一個(gè)超大微波爐，有多大呢？相當于12000個(gè)家用微波爐的功率。
“所謂的輔助加熱系統，主要由中束性加熱系統和低雜波電流驅動(dòng)系統這兩大部分組成。說(shuō)的直白一點(diǎn)，就是一個(gè)巨型微波爐加上一把大噴槍。”托卡馬克核聚變實(shí)驗裝置輔助加熱系統副總工程師劉甫坤敘述，在合肥完成制造的這個(gè)低雜波電流驅動(dòng)系統算得上是全國最大的微波爐了。
在現場(chǎng)看到，整個(gè)“微波系統”由24個(gè)并聯(lián)的紅色微波管構成，劉甫坤稱(chēng)，這24個(gè)微波管的功率達到6兆瓦，而一般的家用微波爐有效功率不超過(guò)500瓦，也就是說(shuō)，相當于12000個(gè)家用微波爐同時(shí)為“小太陽(yáng)”輸血。
“現在的它們就相當于點(diǎn)燃小太陽(yáng)的火種。”劉甫坤稱(chēng)。
裝備2:巨型噴槍
給“小太陽(yáng)”輸送燃料，光有微波爐怎么能行？該項目另一位副總工程師胡純棟稱(chēng)，除了微波系統（低雜波系統）外，還有一個(gè)關(guān)鍵的中性束加熱系統，而這個(gè)系統好比是一個(gè)巨型“噴槍”。
“這個(gè)噴槍通過(guò)放出兆瓦級的粒子束，對‘小太陽(yáng)’進(jìn)行加熱。”胡純棟稱(chēng)，通過(guò)噴槍的不斷加熱，能讓“小太陽(yáng)”產(chǎn)生更多的核聚變。
“目前已經(jīng)能達到5000萬(wàn)攝氏度，完成了預定目標的一半。”胡純棟說(shuō)。
