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主题:【整理】国家磁约束聚变堆计划启动?2020年前示范堆出现 -- 凡影随风

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  • 家园 【整理】国家磁约束聚变堆计划启动?2020年前示范堆出现

    我国宣布,将在合肥成立“国家磁约束聚变堆总体设计组”

    http://news.cntv.cn/20110317/112609.shtml

    中广网合肥3月17日消息(记者刘军 通讯员杨保国)在17日科技部召开的核聚变能发展研究人才工作会议上,科技部宣布将依托中国科大成立“国家磁约束聚变堆总体设计组”,为条件成熟时建造中国聚变堆奠定必要的设计基础。

      据科技部基础司司长张先恩介绍,“国家磁约束聚变堆总体设计组”目前处于筹备阶段,总体设计组由19名成员组成,中国科大核科学技术学院院长万元熙院士担任组长,中国科大作为总体设计组依托单位。

      据了解,“国家磁约束聚变堆总体设计组”的主要职责是全面收集、整理、保存、吸收消化和利用ITER总体设计和总体管理的基础资料,开展我国聚变堆总体设计研究,编制聚变堆总体设计各项任务的规划、计划和实施方案,根据发展需求对计划的实施提出调整建议,为条件成熟时建造中国聚变堆奠定必要的设计基础。同时,研究提出聚变堆设计人才培养方案,并根据需要协助推进实施。

      长期以来,中国科大非常重视核聚变研究的发展,建校之初就设立了原子核物理与原子核工程系,多年来培养了一批等离子体物理和核聚变领域的优秀人才。2009年,中国科大与合肥物质科学研究院联合建立了核科学技术学院,日前,还成立了“磁约束聚变堆总体设计研究中心”,在核科学技术研究和人才培养方面在国内高校中占据优势和领先地位。

      中国科大党委书记许武表示,中国科大将继续发挥两个国家实验室、核科学技术学院和近代物理系等在人才培养、科学研究等方面的优势,联合各兄弟单位,努力为“国家磁约束聚变堆总体设计组”创造一切有利条件。希望各位专家学者能够以设计组为平台,进一步加强交流与合作,推进我国聚变事业的发展。

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    科大的2010年EAST实验取得了国际领先的突破,似乎解决了等离子体加热而能量过度散失的非常重要的问题。

    http://www.ipp.ac.cn/www/xwdt/toutiao/webinfo/2010/12/1285036769460324.htm

    东方超环(EAST)2010年度物理实验获多项成果

    ——6.4秒H模、最高电流1兆安、100秒长脉冲

    文/龚先祖、邓九安、杨莹

    在大家的共同努力和团结协作下,日前,我所全超导托卡马克实验装置东方超环(EAST)在2010年度物理实验中取得多项重大突破:分别实现了大于60多倍能量约束时间高约束模式(H模)等离子体放电,100秒1500万度偏滤器长脉冲等离子体放电,最高等离子体平均电流达1兆安。此外,在本轮实验中还建成了多项先进诊断系统等。

    11月7日,我所首次在东方超环实验中实现高约束模式(H模)等离子体放电,在随后进行的实验中,H模维持时间长达6.4秒。本次实现稳定的100秒放电是目前时间最长的托卡马克高温偏滤器等离子体放电,处于国际领先水平。利用射频波实现高约束模式运行、先进偏滤器位形的精确控制、长脉冲稳态等离子体的获得等都是未来反应堆安全运行的重要科学技术问题,对未来ITER的物理实验有重要的借鉴作用。对此,数十位国际著名学者和各大聚变实验室负责人纷纷发来贺电,对东方超环装置2010年度物理实验获得重大突破予以称赞。他们认为东方超环取得了对聚变物理有重要价值的新成果,期待着东方超环在更短的时间内做出更大的贡献。

    作为自主研制成功的世界首个全超导非圆截面托卡马克实验装置,东方超环的科学定位非常高,其三大既定科学目标是在15年内实现1兆安电流、1000秒放电、一亿度高参数等离子体的稳定运行。本轮实验的多项成果给了东方超环科研团队更大信心,让东方超环总体科学目标有望提前实现。东方超环在把我国核聚变研究全面带进世界前沿并占据国际领先地位的同时,也为国际热核实验聚变堆ITER和我国未来独立设计建设运行聚变堆奠定坚实的科学和技术基础。

    东方超环2010年度物理实验历时四个多月,同时向世界聚变界全面开放,具有历时最长、国际参与度最高的特点。实验期间,近百人次的国内外同行来到我所参加实验,在中外科学家密切合作下,共同为模拟未来ITER物理实验开展了一系列的合作并取得了很好结果,这显示了东方超环已成为国际上最重要的高参数长脉冲等离子体物理实验平台。

    实验期间,我所200多名科研工作者和支撑人员团结协作,坚守在科研第一线,为确保100多天实验昼夜安全的连续运行。实验运行组、物理研究组、系统支持组等人员,无论是头发花白的老专家,还是刚从学校毕业的青年人,无论是一般工作人员,还是课题组长、研究室主任、所级领导,他们牺牲了大量的休息时间和节假日,实验期间各系统的联调、实验前的提案、每天的晨会报告与讨论、数据的记录与分析,领导的决策和运筹,一丝不苟,处处体现科研人员的认真与执着,处处体现着我所“甘于奉献、团结协作、锐意进取、争创一流”的大科学文化精神。相信在不远的未来,东方超环物理实验,在等离子体所人的拼搏下,一定会出更多的成果,一定会为早日实现核聚变能源的和平利用做出更大贡献。

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    等离子所再给领导汇报的时候非常乐观(主要技术障碍突破?),认为原定需要15年(2021)完成实验目标可能在2015年前就完成(1兆电流、1亿度、1000秒放电),同时隐含2020年前(十三五计划)可能出现示范堆的信息。

    http://www.hf.cas.cn/xwzx/jqyw/201103/t20110325_3094831.html

    全国人大常任委会副委员长李建国考察EAST装置

    文/邓九安 图/周发根

    3月24日,在安徽省委书记张宝顺的陪同下,全国人大常任委会副委员长兼秘书长李建国一行来所视察国家大科学装置“东方超环”(EAST)全超导托卡马克,听取了我所所长李建刚对我国核能发展及核聚变能源研究工作的汇报。

    结合当前社会热点话题,李建刚所长简单介绍了核裂变能的应用情况,并就核聚变与核裂变的特点进行了比较。李建国副委员长看到了聚变能源具有“清洁、高效、安全、无污染”的优势,是人类未来能源的希望,但实现聚变能的实际应用仍面临着巨大困难,为此他鼓励大家为聚变能源事业的发展继续努力。

    作为我国热核聚变研究的重要基地,我所在核聚变研究领域积累了丰富的经验,取得了重要的成果。李建刚所长介绍说,经过近十年的奋斗,等离子体所克服了超导、低温、电源、等离子体控制等世界性的技术难题,在世界上率先自主设计、研制成功了全超导托卡马克EAST装置。

    李建国副委员长听取了有关EAST全超导托卡马克装置的原理、自主研制及相关工程技术的介绍。他在EAST中央控制室观看了EAST实验放电记录,当看到EAST实验放电时间达100秒是目前世界最长的、最高温度达4000万度等一系列重要实验成果时十分兴奋,他说“你们这些成果真的令人振奋”!

    李建国副委员长希望早日实现聚变能源的和平利用,他关心地问道EAST近期的发展。

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    李所长满怀信心地说,按照目前的发展趋势来看,只要在国家的持续大力支持下,等离子体所将有信心在“十二五”期间实现EAST装置的既定科学目标。李所长还说,我国对能源的需求十分迫切,以国家能源战略需求为导向,希望“十三五”中后期我国能够在实现核聚变能源利用方面做出重要的举措。

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    李建国副委员长还参观了EAST实验主机,他最后紧握李所长的手,殷切希望和祝愿“用聚变能照亮人类”的梦想早日实现。

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    EAST是个超导实验装置,和ITER的核心是一样的,似乎主要是为了得到稳定可控的等离子体,没有很大的加热和换能装置,所以还不算个“堆”。但是新闻里让人很惊讶的是,我们似乎要直接上聚变堆了,没考虑再看看ITER的实验结果。

    这么早开始示范堆的总体设计,可能说明了几个问题:

    1:肯定是已经有很强的数据支持,通过这种磁约束方法在工程上而非以前的理论上可以实现发电。

    2:目前的磁约束堆的主体结构已经确定了,可以作为未来示范堆的设计基础。

    3:目前实验阶段即将结束,从理论验证磁约束下是否可以实现长时间稳定聚变,转到了如何将聚变能量有效合理的输出。

    4:困扰核聚变几十年的,等离子体湍流造成能量散失的问题应该可以有效解决了。

    5:国家需求很急迫,刻不容缓。

    住的关注的是李所长的最后一句:“希望“十三五”中后期我国能够在实现核聚变能源利用方面做出重要的举措。”意味深长,曙光可期啊。

    关键词(Tags): #磁约束聚变堆(大圆)#磁约束(大圆)#聚变堆(大圆)
    • 家园 展望下聚变堆出现之后的衍生科技

      最近在看《三体》,呵呵,可能是我10年来读到的最有思想的科幻小说了。虽然我发现整个科技界似乎对聚变都比较悲观,但是我对聚变堆还是比较乐观的,就像三体小说里写的,如果任由失败主义横行,就是注定的灭亡。我们要乐观和有激情,有些东西一旦悲观,是永远做不出来。就像现在航天的明显退步。

      基于现有技术和在研发技术,讨论几个聚变堆应用之后的可能出现的几个衍生科技产品。

      1 先进行星级推进系统:聚变堆+等离子发动机,原理是使用聚变堆的产物,用磁场加速,高速喷射氦原子蒸汽,反推飞船前进。这个在理论上是完全可行的,而且工程上也不是有不可逾越的障碍,可以把聚变堆聚变产生的氦原子以超过光速1/2的速度喷射出,从而达到有工质推进器效率的极致。可以轻易把一艘千吨级的飞船加速到光速的1/100-1/10,而一次注入的燃料可以使飞船飞行数年-数十年。通过此种技术,人类可以实现在太阳系内旅行,甚至以此为基础建造庞大的世代飞船进行星系间移民。

      2 大型天地运输系统:聚变堆+电动机+等离子发动机+纳米线,天地电梯的难度很大,而且运载量有限,但是不失为最经济的手段。但是目前科技能达到的可行的方案,还是建造一个悬浮于10-20公里高空中的等离子飞船发射基地,这个基地通过多个巨大的多囊的氦气球和电动机驱动的螺旋桨提供动力和操控,由聚变堆提供稳定而巨大的能量支持,还有足够的氦气储备和补充,可以在地面携带多艘等离子引擎的星际飞船,然后浮空,飘到赤道上空大气边缘20公里高度,调整方向,利用最大的地球自转速度发射飞船,这样的发射方式基于现有科技是最经济,同时是可能发射吨位最大的。

      3 封闭式自循环粮食工厂系统,聚变堆+特种LED发光器,在能源供给可靠的情况下,可以开发波长最合适的LED光源,修改粮食作物的基因使之与光源搭配,开发出一套仅需能量供应就可以最快速生长粮食的封闭式的系统,可以以20天-30天一季的速度快速生产大量粮食,而且可以做成模块化,可堆砌,不依赖外部光源和环境,在恶劣自然环境下也可生产,彻底解决耕地、人口、环保的系列问题。而且模块化的工厂可以携带入太空和世代飞船上。

      通宝推:黑传说,
    • 家园 国家真有钱啊

      一边搞惯约,一边搞磁约,目标都是2020示范。每个估计都几百亿,想想我们上世纪八十年代没钱搞商用裂变堆,我们一批人被迫离开核战线转专业了,真是一个天上,一个地下。

    • 家园 借地问一下核物理大牛们

      发了胖的罗密欧:请教关于冷聚变

    • 家园 EAST目前的成果宣传成分居多

      自主研制成功的世界首个全超导非圆截面托卡马克实验装置。

      太片面强调超导了,导致很多实验不能做。

      • 家园 能不能科普一下,超导会导致什么实验不能做?

        不用超导是不是线圈散热问题会导致反应堆不能长时间运行。

        • 家园 超导是个好想法,未来应该做,

          但目前EAST为了上超导,导致只能在低参数模式下作物理实验,其结果无法和高参数下的结果对比,意义降低不少。

          • 家园 1兆安、1亿度、1000秒得参数不低吧

            而且用射频波加热等离子体的EAST,应该达不到欧洲粒子束的3亿的温度,但是稳定性可操控性好啊。

            关键是未来堆不用超导用什么?要维持这么大场强的线圈就必须用超导的,否则那冷却线圈温度的装置体积就吓死人了。

            • 家园 不低

              但EAST很难做到,15年后看结果吧,虽然不认为它会运行15年。

              未来堆应该用超导,但EAST的超导意义没宣传的大。

              • 不低
                家园 目前似乎接近做到了,人家李所长有信心呢

                目前EAST达到的数据是1兆安、4000万度、100秒放电。我希望今年实验就能达到目标,这样12五规划那么多核电站都可以等待了。

                • 家园 我怀疑你退休前是看不到核聚变商业电站投入运行

                  ITER现在都乱套了,正在扯皮呢.

                  就算一切按照计划实现,要2026年才能够真正的开始获得fusion power,而目标是维持480秒的500MW能量输出.而且我不相信他们能够按时完成,之前最成功的实验JET只实现了16MW的能量输出不到1s.

                  有很多理论和技术困难,现在都没有办法解决,这样就强行上马的项目,实际上在物理学界有非常大的争议.大部分的物理学家都认为是那帮人用新能源的名义做等离子的实验,其实和商业发电相差十万八千里.

                  • 家园 希望中国能够突出重围,聚变堆意义对人类太大了

                    法国的实验一直是放电时间短,中国好像做到过220倍能量约束时间,400秒放电。

                    看来ITER是指望不上了,看伽利略的悲剧就知道结果了。不过北斗2的浴火重生未必不是伽利略的功劳。还是有许多纯粹的科学家的,我相信ITER的拖沓反而有可能促进EAST的快速进展,毕竟世界唯一的最接近ITER的全超导环流器。加上中国政府财力雄厚,国际意志强烈,特别是这次日本核电站出事影响到12五能源规划。

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