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中国人造太阳有望两年后点燃,清洁能源新纪元或将开启

能源是现代文明的基石,而传统能源的有限性与环境压力,始终是人类发展面临的严峻挑战,在这一背景下,核聚变能源——被誉为“人造太阳”的终极能源解决方案,正从实验室走向现实,我国全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)团队传来振奋人心的消息:全球首个“人造太阳”实验项目有望在两年内实现“点火”,即核聚变反应持续稳定运行,为人类探索清洁、无限的能源迈出关键一步。

“人造太阳”:为何是人类能源的终极梦想?

“人造太阳”的科学原理,是模仿太阳发光发热的核心机制——核聚变,在太阳的核心,超高温高压使氢原子核克服排斥力聚变成氦原子核,并释放出巨大能量,若能在地球上实现可控核聚变,就能从海水中提取氘和氚作为燃料,其资源近乎无限(1升海水提取的氘,完全燃烧可相当于300升汽油),且反应过程不产生温室气体和长寿命核废料,从根本上解决能源与环境问题。

半个多世纪以来,全球科学家为实现可控核聚变付出了不懈努力,而中国的EAST装置,作为这一领域的“领跑者”,自2006年首次成功实现等离子体放电以来,不断刷新世界纪录:2021年,EAST实现1.2亿摄氏度持续403秒等离子体运行;2023年,更是将高温等离子体 confinement时间提升至千秒量级,这些突破,为“点火”目标的实现奠定了坚实基础。

两年后“点燃”:技术突破与挑战并存

所谓“点火”,是指核聚变反应释放的能量超过维持反应所需的能量,实现能量“净输出”,这标志着可控核聚变从“科学可行性”向“工程可行性”的跨越,据EAST团队负责人介绍,未来两年,装置将重点解决等离子体稳定性、第一壁材料耐受性、氚自持循环等关键技术难题。

中国人造太阳有望两年后点燃,清洁能源新纪元或将开启

超导磁体技术是核心支撑,EAST采用全超导磁体系统,产生强磁场约束上亿摄氏度的等离子体,使其与容器壁隔离,团队近期研发的新型Nb₃Sn超导材料,有望进一步提升磁场强度,为“点火”提供更稳定的“容器”。加热与电流驱动系统的升级也将助力突破:通过中性束注入和微波加热,将等离子体温度提升至1.5亿摄氏度以上,接近太阳核心温度的10倍。

“点燃”之路并非一帆风顺,氚的放射性处理、反应堆材料的长期耐高温辐射、能量转换效率等问题,仍需全球科学家协同攻关,但正如中科院院士李建刚所言:“每一次突破都让我们更接近目标,中国的‘人造太阳’不仅是中国的骄傲,更是人类应对能源危机的希望。”

从“实验”到“应用”:清洁能源的未来图景

一旦实现“点火”,核聚变能源的商业化应用将不再是遥不可及的梦想,据测算,一座百万千瓦级的核聚变电站每年仅需消耗约500公斤氘,可满足千万人口城市的用电需求,且燃料成本仅为传统火电的十分之一,核聚变能源或可构建“中心电站+分布式能源”的新型供应体系,为工业、交通、建筑等领域提供零碳动力,助力全球实现“碳中和”目标。

中国在全球核聚变研究中始终扮演着“合作者”角色,国际热核聚变实验堆(ITER)项目——由七方共同建造的全球最大“人造太阳”,就汇集了全球顶尖科技力量,而中国承担了其中约9%的采购包任务,EAST的“点火”突破,不仅将推动我国核聚变技术自主可控,更将为全球能源治理贡献“中国方案”。

中国人造太阳有望两年后点燃,清洁能源新纪元或将开启

“人造太阳”有望两年后“点燃”,这不仅是中国科技实力的又一里程碑,更是人类向清洁能源未来迈出的关键一步,从“追光者”到“领跑者”,中国科学家用智慧和汗水在地球上“复制”太阳的光芒,当核聚变点亮万家灯火的那一天,人类将真正迎来能源自由的新纪元,让我们共同期待,这场“人造太阳”的“点火”时刻,为地球带来更多光明与希望。

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