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升級(jí)版的合肥“人造小太陽(yáng)”通過國(guó)家驗(yàn)收。昨天上午，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)在合肥召開了國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置輔助加熱系統(tǒng)”項(xiàng)目竣工驗(yàn)收會(huì)議。這個(gè)歷時(shí)三年多，加裝了全國(guó)最大“微波爐”和一個(gè)巨型“噴槍”系統(tǒng)的“小太陽(yáng)”終于通過驗(yàn)收，并且溫度已經(jīng)能達(dá)到5000萬攝氏度，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)的一半。
“小太陽(yáng)”升級(jí)通過國(guó)家驗(yàn)收
首先，我們要明白一個(gè)定義。雖然這個(gè)裝置的“標(biāo)準(zhǔn)名稱”——托克馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置輔助加熱系統(tǒng)，可能已經(jīng)讓你看得頭暈，但說到“小太陽(yáng)”你一定不再陌生。
被稱為“EAST托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)”的裝置是我國(guó)自行設(shè)計(jì)建設(shè)的世界首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置，并于2007年3月通過國(guó)家驗(yàn)收，俗稱“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題。”EAST輔助加熱項(xiàng)目組一名研發(fā)人員告訴記者，目前世界范圍內(nèi)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(chǔ)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，為了尋求可替代的新能源，科研人員開始研究核聚變。
“核聚變所需的氘和氚，其原料可直接取自海水，這么看，來源幾乎是取之不盡的，所以目前世界不少國(guó)家都把核聚變作為重點(diǎn)研究方向。”該研發(fā)人員稱，“小太陽(yáng)”就是因“核聚變”而生的產(chǎn)物。
“目前美國(guó)、法國(guó)和日本都有不錯(cuò)的技術(shù)，但是我們依然跑在前列。”研發(fā)人員稱，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(yīng)來釋放能量，目標(biāo)是將溫度提升超過1億度。
裝備1:全國(guó)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(guó)家發(fā)改委“十五”大科學(xué)工程項(xiàng)目，于2008年7月立項(xiàng)，2011年11月開工建設(shè)，預(yù)期建設(shè)4兆瓦中性束加熱和4兆瓦低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
說白了，本次通過驗(yàn)收的項(xiàng)目就是為了給我們的“小太陽(yáng)”助力，在幫它繼續(xù)提升電子溫度、加大輔助加熱功率的同時(shí)，還能做到持續(xù)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(dāng)于12000個(gè)家用微波爐的功率。
“所謂的輔助加熱系統(tǒng)，主要由中束性加熱系統(tǒng)和低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)這兩大部分組成。說的直白一點(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(yàn)裝置輔助加熱系統(tǒng)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)算得上是全國(guó)最大的微波爐了。
在現(xiàn)場(chǎng)看到，整個(gè)“微波系統(tǒng)”由24個(gè)并聯(lián)的紅色微波管構(gòu)成，劉甫坤稱，這24個(gè)微波管的功率達(dá)到6兆瓦，而一般的家用微波爐有效功率不超過500瓦，也就是說，相當(dāng)于12000個(gè)家用微波爐同時(shí)為“小太陽(yáng)”輸血。
“現(xiàn)在的它們就相當(dāng)于點(diǎn)燃小太陽(yáng)的火種。”劉甫坤稱。
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(xiàng)目另一位副總工程師胡純棟稱，除了微波系統(tǒng)（低雜波系統(tǒng)）外，還有一個(gè)關(guān)鍵的中性束加熱系統(tǒng)，而這個(gè)系統(tǒng)好比是一個(gè)巨型“噴槍”。
“這個(gè)噴槍通過放出兆瓦級(jí)的粒子束，對(duì)‘小太陽(yáng)’進(jìn)行加熱。”胡純棟稱，通過噴槍的不斷加熱，能讓“小太陽(yáng)”產(chǎn)生更多的核聚變。
“目前已經(jīng)能達(dá)到5000萬攝氏度，完成了預(yù)定目標(biāo)的一半。”胡純棟說。
