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前言
随着传统能源煤炭、石油的数量不断减少,世界各国都改变思路,向着清洁能源转变,可如何找到持续的清洁能源就成了大难题。
于是,在日内瓦峰会上,前苏联和美国就提出联合35个国家创造一个“人造太阳”,可一晃十八年过去了,200多个亿就像丢进了海里,却连个水花都没砸起来。
但中国却悄然的进行了多次突破。
ITER计划
国际上的“人造太阳”计划,也称为ITER计划,也叫国际热核聚变实验堆计划,通俗点来说就叫“可控核聚变”,这个计划是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。
这个计划主要参与的成员有欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国,这七个国家加起来基本可以覆盖全球一半的人口了,这也可以看出当时对这个计划有多么重视。
费用支出
由于经过激烈的讨论,最后选址定在了法国,欧盟也为此承担了总费用的46%,剩下的54%由剩下的6个成员国均摊,当时预计耗费62亿美元,我国承担9%。
我国作为高速发展的发展中国家,能源短缺的问题日益凸显,而这次可能改变能源问题的核聚变研究,我国一直高度重视,并且在2006年正式的开工。
选址在法国
但是在三十多个国家的满怀期待中,ITER的工期却不断推迟,预算超支,结果可能会成为历史上最拖延、成本膨胀也最厉害的大科学项目。
到目前为止,ITER的成本估算已经达到了220亿美元,相当于1606 亿元人民币,原定的预计花费10年时间,到现在已经快20年了,连项目的领导人都说不知道还要花费多少钱,还要多久才能完工。
这究竟是什么原因?
计划历程
ITER的难题
世界最大“人造太阳”难产的原因也是比较复杂的,而最直观最主要的就是技术上的难题,毕竟想造出来的可是太阳啊。
要在地球上实现太阳核心的极端环境,肯定不是那么容易的事,要将等离子体的温度加热到1.5亿摄氏度,这个温度已经是太阳核心的十倍了。
反应堆
在如此的高温之下,没有任何材料能直接接触到等离子体,只能通过复杂的磁场来进行约束,这就导致对超导磁体和冷却系统的要求非常高。
ITER反应堆的内部内壁上还要能抵抗住10万摄氏度的高温,以及猛烈地粒子轰击,这就对材料的设计和选择上有极高的要求。
计划的签订
除了技术的难题之外,有句话叫“成也萧何败也萧何”作为一个多国合作的项目,虽然人多力量大,有集思广益的作用,但难免也因为协调不当导致进度缓慢。
尤其是各个国家的技术标准还有资金投入上的不同,难免出现一些分歧,这些分歧也会成为项目推进的阻碍。
计划的概念图
项目管理上也存在很大的弊端,在一些重大的决策上,需要各参与国一致同意,才可以进行,但是工期不断地延长,成本不断的上涨,很多国家都在考虑成本的问题。
尤其是美国,这么多年没有什么进展,计划反而变成了烧钱的机器,热情衰退之后,甚至一度威胁要退出项目,这无疑更是雪上加霜。
但与此同时,我国也加大了自主研发的力度。
托卡马克装置
中国的人造太阳
靠谁都不如靠自己,在众多国家僵持不下的时候,我国毅然决然的选择了自己同时也进行自主研究,虽然起步的比较晚,但是我们未必不能走在他们前面。
功夫不负有心人,我国自主研究的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功问世,也叫做东方超环,有“人造太阳”之称。
EAST
它同时具有上亿温度的“超高温”、零下269度的“超低温”、“超大电流”、 “超强磁场”、“超高真空”等极限条件,项目难度非常大,代表着我国在可控核聚变研究的里程碑式突破。
在我国的不断努力之下,在2022年,EAST装置成功创造了1056秒的高温等离子体运行纪录,这一惊人的成绩瞬间震惊了国际核聚变界,更是吸引了全世界的目光。
示意图
这也揭露了ITER项目与中国“人造太阳”工程研发的区别之处,为什么30多个国家花那么多钱研究不出来,中国自己研究的花费,甚至连ITER计划10%的经费都不到,却屡破难题。
除此之外,我国在其他方面也有不小的收获。
图源网络
洪荒70
2024年6月18日,我国上海的聚变能源商业公司能量奇点宣布,由能量奇点设计、研发和建造的洪荒70装置成功实现等离子体放电,并且拥有自主知识产权,国产化率超96%!
这不仅是全球首台全高温超导托卡马克装置,也是全球首台由商业公司研发建设的超导托卡马克装置。
财经报道
我们建造人造太阳的初衷,就是为了解决能源短缺的问题,而高温超导托卡马克装置有着尺寸小、成本低的优势,具备商业化发电的潜力。
而且从开始建造到完工,仅仅用了两年左右的时间,创下了全球超导托卡马克装置建造的最快研发记录。
洪荒70
该公司的CEO杨钊表示,公司的目标是在2027年将洪荒170建造成功,到时洪荒170将会是全世界尺寸最小、成本最低的能够实现10倍能量增益的托卡马克装置。
除此之外,我国毕竟还是ITER计划的一员,11月29日,由东方电气集团承制,首批48件包层屏蔽模块以水陆联运方式发去法国,送往ITER反应堆。
成功发电
这个包层屏蔽模块,就像炉灶内部的“耐火砖”一样,保护真空室以及外面的设备还有人群免受辐射伤害的,毕竟跟“核”有关的,肯定要重视,日本就是一个鲜明的例子。
从北斗卫星,空间站,探月工程,以及最近的芯片难题,虽然被其他国家百般阻挠,但是我国依然凭借自己的技术攻破了一个又一个难关。
发运现场
结语
虽然我国目前的人造太阳技术屡破难题,已经走到了世界的前列,但是还没有真正的进行商业使用,还不能完全的替代传统能源,革命尚未成功,同志仍需努力,相信这一天很快就会到来。
信息来源
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信息来源
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中工网2024-12-20 10:10“人造太阳”,他们造!
新华社新媒体2024-11-29 22:53北京中国造!揭秘全球最大“人造太阳”的包层屏蔽模块
2024-06-19 09:23:41来源:每日经济新闻国产化率超96%!全球首台“人造太阳”建成运行
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