2025年极限挑战还有吗
一、迈向2025:全球领先的聚变设施即将诞生
在安徽合肥的科学岛上,一项重大的科技项目正在稳步推进。被誉为“夸父”的巨型聚变设施的核心部件——“橘子瓣”真空室,正在进行全面调试。这个重达295吨的装置由八个同型装置组成,形成了一个直径超过30米的环形真空室,用以约束高温等离子体,模拟太阳内部的核聚变反应。预计“夸父”项目将于2025年底全面建成,届时将成为国际聚变领域参数最高、功能最完备的研发平台,为在聚变工程领域的突破扫清技术障碍。
二、技术突破:聚变技术的三大里程碑
1. 高温与时间的极限挑战:依托现有的EAST装置,成功实现了在1亿摄氏度下等离子体运行1066秒的世界纪录,为“夸父”项目的实施奠定了坚实的物理基础。
2. 自主创新材料与工程:采用独特设计的超低碳不锈钢真空室能够承受极端高温和强磁场,其尺寸与性能在全球范围内无与伦比。
3. 技术应用的拓展:聚变研究衍生出的技术如智能微网控制系统和国产质子抗癌设备等已经得到应用。智能微网技术甚至能够提升新能源消纳率30%,显示出聚变技术的巨大潜力。
核聚变以氘和氚为燃料,从海水中提取的氘聚变释放的能量相当于数百倍数量的汽油。工程院院士李建刚指出,海水的氘资源足够人类使用数百亿年,有望彻底解决能源危机。作为连接实验室和商用电站的关键,“夸父”项目研发的环向场线圈等核心部件将为未来的聚变发电演示铺平道路,预计有望在2050年左右实现商业化应用。
四、合肥的崛起:全球聚变科研的中心城市
合肥已经形成了包括EAST、夸父和BEST在内的聚变装置集群。这里不仅是全球科学家研究聚变的热点地区,也吸引了超过60家国际机构参与合作。合肥的科学岛园区集聚了14座科研厂房,覆盖真空、磁体、电源等19个关键技术领域的研究。
五、走向商业化:理想与现实的距离
尽管我们在技术上取得了重大突破,但商业化仍然面临两大挑战:成本问题和高昂的氚价格以及材料寿命的限制。为了实现商业化应用,我们需要突破氚自持技术和寻找能够长期承受聚变中子辐照的材料。随着全球科学家们的共同努力和技术的不断进步,我们有望在未来开启一个新的能源时代。从神话中的夸父到现实中的科技“夸父”,正在通过全球最大的聚变装置集群引领全球迈向这个新时代。随着第一度聚变电能的并网运行,我们或将迎来真正的清洁能源时代。