摘要:如果未来某一天,你发现每月的电费只有现在的零头,那你一定要感谢一群住在合肥、会造磁体的中国人。他们给了世界第二个太阳!
如果未来某一天,你发现每月的电费只有现在的零头,那你一定要感谢一群住在合肥、会造磁体的中国人。
他们给了世界第二个太阳!
2024年4月30日,国际热核聚变实验堆(ITER)组织在法国官方宣布:“人造太阳”工程完成了最核心、最复杂的“心脏”部件:脉冲超导磁体系统的全部组件建造。
而这个心脏能跳起来,中国,贡献巨大。
ITER,全称“国际热核聚变实验堆”,别看名字枯燥,其实干的事特燃。他们要仿照太阳,在地球上搞一个“人造太阳”,温度超过1亿度,用氘氚聚变来释放清洁、可控、可持续的核能。
这不是原子弹、核电站那一套核裂变,而是核聚变。裂变是把大原子劈开,产生能量;聚变则是把小原子融合,像太阳那样,源源不断发光发热,而且几乎没有高放射性废料,不需要担心辐射。
理想状态下,海水就能供人类用电上万年。
可问题是,做太阳,难度不止一点点。
人类如果想在地球上搞出这么一个“微型太阳”,要把氘氚加热到1亿摄氏度。这几乎是太阳核心温度的6倍。
然后要在真空中稳定悬浮,不能让它碰壁、不能失控、不能熄灭。你得像哄一个脾气暴躁的小孩,得让它一直保持安静。
这种改变文明进程的事不是哪个国家能单干的。于是2006年,欧盟、中国、俄罗斯、美国、日本、韩国、印度七方联合出资,在法国南部建了ITER,来搞这个能解决人类终极能源的事儿。
项目估值超200亿美元,建设周期超20年,涉及数千个零部件、几千名顶级科学家和工程师。
用一句不夸张的话说:ITER,是人类能凑齐的最强大脑,用最复杂技术,干最难的事。
ITER堆体中最重要的系统之一,是它的“电磁心脏”。这是由数个巨型脉冲超导磁体组成,负责约束和控制1亿度的等离子体,让它像被夹在“磁场牢笼”中不乱跑。
而这个磁体系统,必须具备三个核心条件:
第一、能撑得住超强电流和磁场;
第二、能传导冷却液,把超导体温度降到零下269摄氏度;
第三、要能传递控制信号,实时调整磁场形状和强度。
这就要求有一整套“磁体馈线系统”来搞定电力、冷却、信号三合一。
而这套生命线系统,是由谁研制的?
毫无疑问,中国!
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所,也就是EAST(中国自主研发的可控核聚变重要装置)的诞生地,负责了ITER磁体馈线的研发和制造。整个馈线系统包括多种电流引线、冷却通道、测控线缆,还有连接的复杂接头,必须做到高精度、高稳定性、高可靠性。
ITER官方把它称为“磁体系统的生命线”,而这条生命线,来自中国制造、中国设计、中国交付。
ITER组织总干事巴拉巴斯基在接受新华社采访时高度评价:“中国在资源和工业能力部署方面进展极快,中国团队一直高度重视并认真履行合作承诺,对项目成功至关重要。”
光一个馈线系统,已经是世界级的难度工程。但中国承担的,不止这一个模块,而是全面参与、深度嵌入。
根据ITER官网和新华社的权威信息,中国承担了包括:
超导体:ITER需要上千吨超导材料来维持强磁场,中国团队制造出世界领先的Nb3Sn超导导体;
校正场线圈:负责调整磁场形状,精度要求极高;
磁体馈线系统:输电、冷却、信号,一体化系统;
电源系统:保证反应堆各磁体系统稳定运行;
等离子体诊断系统:相当于“医生+摄像头”,实时监测1亿度的“太阳”状态;
远程操控系统:参与维护和故障处理的自动化控制。
中国承担了ITER中国采购包中最大比例的任务,并交付时间最早、合格率最高。
这不是“出点零部件”,这是一个国家级科研力量,全面下场,融入整个系统架构,确保全球这个最复杂机器能顺利“跳动”。
更难得的是,这些任务的完成,没有出现延误、没有降低标准,中国团队按期、按质完成交付,这在动辄拖期、预算爆炸的国际项目中,是极其罕见的现象。
更令人感慨的是,中国并不是一开始就站在聚变舞台中央的。
在20世纪末,中国在聚变领域还属于“学生”角色,技术、材料、设备很多都要依赖引进。可短短几十年,从建EAST超环装置,到参与ITER,再到现在的CFETR(中国自主聚变工程堆)全面提速,中国已经从“学徒”变成“共同设计者”“关键工程交付者”。
EAST装置运行时间世界最长,ITER模块交付质量全球第一,超导磁体材料全球领先。可以说,中国已从“试验者”进阶为“整合者”,正在为未来的商用聚变发电堆打下根基。
ITER发言人拉班·科布伦茨也说得直白:“中国的作用不可替代。”
换句话说,未来如果核聚变真能实现商业化,如果人类真的能用上“用海水点灯”的清洁能源,那么,这盏灯,八成要写上四个字:中国制造!
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来源:听风的蚕