中国聚变挺进燃烧实验!近日,位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度,综合参数聚变三乘积大幅跃升,这是中国可控核聚变向工程化应用迈出的重要一步。那么,燃烧实验后的下一步是什么?距离实现可控核聚变还有多远?对此,“中国环流三号”总设计师钟武律在社交平台上撰文释疑。
钟武律表示,“双亿度”节点标志着我国在聚变能研发的道路上成功跨越了一道关键门槛——我国聚变装备具备了聚变燃烧相关的高参数运行能力。
核聚变之所以能够实现,本质上就是要让原本独立的原子核克服重重阻碍合为一体;而想要利用可控核聚变提供源源不断的能源,就需要让它们不断地发生碰撞,这一过程需要满足极为苛刻的条件。衡量核聚变装置及核聚变研究的水平,主要看三个参数:原子核温度(也就是燃料的离子温度)、等离子体密度和能量约束时间,这三项参数的乘积达到一定数值就可以实现核聚变反应,也即著名的“聚变三乘积”。
钟武律解释称,“聚变三乘积”里有两个参数的提高与等离子体电流直接相关,一个是等离子体的密度,一个是能量约束时间。“我们从大量的实验中得到一个规律,就是它会正比于等离子体电流,所以上一次我们实现百万安培等离子体电流放电,就意味着密度和能量约束时间都可以提高很多。第三个参数就是原子核的温度,也和电流有关系,但核心还依赖于我们的加热系统。而这一轮实验我们加热系统的能力、整个装置的运行控制水平有了大幅提升,可以有效地把原子核温度进一步提升,就意味着‘聚变三乘积’可以提升很多。”
他强调,实现核聚变是一场漫长的科技马拉松,需要持续攻关。尤其是原子核和电子温度都要突破1亿度以上,其中的挑战很大。中核集团核工业西南物理研究院自主研发了高功率的中心束加热系统,以及高功率的微波回旋管。“过去这些都是依赖于国外,目前我们完全可以自主设计、建造、调试,实现了国产化。等离子体的温度高了以后,会‘不老实’,存在不稳定性,我们突破了运行控制难点,有效控制住了等离子体。”为了准确测量温度,该团队自主研发的三光栅精密光谱仪,测量原子核温度的精确度优于国际同行两倍。
钟武律表示,“双亿度”节点标志着我国在聚变能研发的道路上成功跨越了一道关键门槛——我国聚变装备具备了聚变燃烧相关的高参数运行能力。
核聚变之所以能够实现,本质上就是要让原本独立的原子核克服重重阻碍合为一体;而想要利用可控核聚变提供源源不断的能源,就需要让它们不断地发生碰撞,这一过程需要满足极为苛刻的条件。衡量核聚变装置及核聚变研究的水平,主要看三个参数:原子核温度(也就是燃料的离子温度)、等离子体密度和能量约束时间,这三项参数的乘积达到一定数值就可以实现核聚变反应,也即著名的“聚变三乘积”。
钟武律解释称,“聚变三乘积”里有两个参数的提高与等离子体电流直接相关,一个是等离子体的密度,一个是能量约束时间。“我们从大量的实验中得到一个规律,就是它会正比于等离子体电流,所以上一次我们实现百万安培等离子体电流放电,就意味着密度和能量约束时间都可以提高很多。第三个参数就是原子核的温度,也和电流有关系,但核心还依赖于我们的加热系统。而这一轮实验我们加热系统的能力、整个装置的运行控制水平有了大幅提升,可以有效地把原子核温度进一步提升,就意味着‘聚变三乘积’可以提升很多。”
他强调,实现核聚变是一场漫长的科技马拉松,需要持续攻关。尤其是原子核和电子温度都要突破1亿度以上,其中的挑战很大。中核集团核工业西南物理研究院自主研发了高功率的中心束加热系统,以及高功率的微波回旋管。“过去这些都是依赖于国外,目前我们完全可以自主设计、建造、调试,实现了国产化。等离子体的温度高了以后,会‘不老实’,存在不稳定性,我们突破了运行控制难点,有效控制住了等离子体。”为了准确测量温度,该团队自主研发的三光栅精密光谱仪,测量原子核温度的精确度优于国际同行两倍。