在合肥未來大科學(xué)城聚變堆園區(qū)11號廠房內(nèi),背景是巨幅的“夸父逐日”壁畫,,高20米,、重約295噸的1/8真空室及總體安裝實驗平臺上,,多名科研人員正有條不紊地工作……這是記者12月17日在“夸父”大科學(xué)裝置建設(shè)現(xiàn)場看到的火熱場景。
“夸父”的學(xué)名叫“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施(CRAFT)”,,是為下一代“人造太陽”,,即未來聚變實驗堆和工程堆研制核心部件和關(guān)鍵子系統(tǒng)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。
“‘夸父’裝置啟動建設(shè)以來,,邊建設(shè),、邊科研、邊產(chǎn)出,,到目前已完成81個關(guān)鍵里程碑建設(shè)任務(wù),,主體工程進(jìn)度完成83%?!敝袊茖W(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所團(tuán)委書記葉華龍介紹,,到2025年底“夸父”將全部完成建設(shè)。
太陽,,普照萬物,,它的巨大能量來自內(nèi)部的核聚變反應(yīng),而“人造太陽”是要在地球上實現(xiàn)可控的核聚變反應(yīng),。
“理論上,,1升海水就可以提取約0.03克的氘,后者和氚聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于約300升汽油,?!敝袊こ淘涸菏坷罱▌傉f,,地球海水中的氘資源可用幾百億年,未來有了“人造太陽”,,人類就像擁有了一座原料不竭且無污染的發(fā)電廠,,實現(xiàn)“能源自由”,讓地球水清天藍(lán),。
但是,,聚變能源的開發(fā)應(yīng)用極其復(fù)雜,要造出真正有實用價值的“人造太陽”,,需跨越從實驗裝置到實驗堆,、工程示范堆、商業(yè)電站的多個階段,。
經(jīng)過幾代科研工作者接力奮斗,,中國如今已建成“東方超環(huán)(EAST)”等一批“人造太陽”實驗裝置,多次刷新世界紀(jì)錄,。中國自主研發(fā)的EAST裝置,,擁有核心技術(shù)200多項、專利近2000項,,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場”“超大電流”尖端技術(shù)于一爐,。
大科學(xué)裝置要實現(xiàn)其終極科研目標(biāo),往往要花費數(shù)十年乃至更長的時間,。但在“登頂”過程中產(chǎn)生的階段性科研成果,,可以不斷催生新應(yīng)用技術(shù)、孵化創(chuàng)新產(chǎn)品,,這個過程被形象地稱作“沿途下蛋”,。
正在“夸父”裝置現(xiàn)場工作的青年科學(xué)家陳曉嬌介紹,比如基于“夸父”裝置上的“超大電流”技術(shù),,可以轉(zhuǎn)化用于光伏,、風(fēng)電及儲能等多領(lǐng)域應(yīng)用。近期,,她所在的科研團(tuán)隊研發(fā)出新型智能微網(wǎng)控制系統(tǒng),,可有效解決當(dāng)下新能源的接入及消納問題。
“無論是工業(yè)園,、企業(yè)還是一家一戶,,使用智能微網(wǎng)控制系統(tǒng),都可以實現(xiàn)自給自足的‘用電自由’,?!标悤詪烧f,目前全世界光伏發(fā)電裝機(jī)規(guī)模不斷提高,“夸父”衍生出的這項新技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,。
“人造太陽”研究的突破,,代表著國家科技實力的系統(tǒng)性提升。站在世界核聚變能源研究前沿的中國,,正不斷培育出充滿生機(jī)的新興產(chǎn)業(yè)與未來產(chǎn)業(yè),。
聚變研究產(chǎn)生的技術(shù)不僅用于能源,還可以應(yīng)用于生命健康,、集成電路,、空天動力等多個領(lǐng)域。
在距離“夸父”裝置不遠(yuǎn)處的合肥中科離子醫(yī)學(xué)技術(shù)裝備有限公司,,科研人員基于研制“人造太陽”過程中發(fā)展出的超導(dǎo),、射頻、控制系統(tǒng)等技術(shù),,近期自主研發(fā)出國產(chǎn)質(zhì)子治療系統(tǒng)。這種國際前沿的新型抗癌醫(yī)療設(shè)備,,可以對人體腫瘤進(jìn)行精確高效治療,。國產(chǎn)質(zhì)子治療系統(tǒng)目前已完成安裝調(diào)試,計劃2025年上半年啟動臨床實驗,,盡快進(jìn)入臨床應(yīng)用,。(記者 徐海濤)
編輯:周大為