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世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)正距离其目标越来越近,显示了一个可持续核聚变反应装置正在由梦想逐步成为现实。但由于基础物理研究和工程技术的问题,要使核聚变达到能够稳定输出能量的水平,仍有显著障碍需要克服。
中东的石油、南非的黄金……能源危机已经成为困扰人类发展的重要难题之一。据研究,地球数十万年积聚下来的石油、煤炭、天然气等化石能源总体上还可供人类使用100年左右。而当前使用的核能又因其巨大的安全风险,可持续性并不被人看好。因此,核聚变成为了人类畅想获取“取之不尽,用之不竭”的能源的最佳途径。
依据激光核聚变原理制造的、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)近日传来消息,在全世界聚变装置中获里程碑式突破。
可控核聚变条件苛刻
上个世纪40年代,德国核物理学家奥多˙哈恩和莉泽-迈特纳发现了核裂变,但无论是利用该反应制造的核武器或是核电站,都因燃料本身以及反应产物产生的巨大辐射,令科学家不得不一直异常谨慎地对待它。
与之相反,太阳释放出的巨大能量,由两个氢原子核合为一个氦原子核的聚变反应而产生。相较于裂变,每个核子释放的能量,也就是每千克聚变燃料释放的能量更多,而且地球上聚变燃料的储量更丰富,更重要的是,燃料以及聚变产生的辐射要远远小于裂变。
只是,所有原子核都带正电,它们之间越接近,静电斥力也就越强,完成聚变最重要的条件就是克服这种力量。太阳因其高达2000万摄氏度的中心温度,以及在自身强大重力的吸引下形成的超高的压力状态,才使得核聚变得以发生并持续。要在地球上完成这一过程,因为引力太小,压力不够,核聚变需要在更高的温度下(这样的温度下物质处于等离子体状态)才能进行。这也是可控核聚变如此艰难的原因。
显然,为满足可控核聚变苛刻的条件,首先要输入大量的能量。当核聚变反应释放的能量大于输入的能量,这一临界条件称之为点火,才有能源应用的价值。实际上,由于创造聚变条件消耗的电能,一般要3倍于它的热能才能生产出来,所以要使能量增益因子等于3时,才能真正地实现得失相当。
中国科技大学物理学院教授王晓方告诉笔者,如同日常生活中点燃柴火一样,点火后不再需要外界供热助燃,柴火燃烧释放的热能足以燃烧新的柴火,并使这样的燃烧释热能够持续,这才是真正实现了点火。柴火相当于核聚变中的等离子体状态物质。
1957年,英国科学家劳逊提出了达到点火的一般性条件,也称为得失相当条件,即劳逊判据。对于氘氚聚变,为了较容易实现,要求等离子体的温度达到1亿摄氏度。
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新一代“人造太阳”预计2045年左右进入示范阶段——访全国政协委员、中核集团核聚变领域首席专家段旭如在科幻作品中,核聚变一直是经久不衰的话题。回到现实,被誉为“人造太阳”的可控核聚变,作为面向国家重大需求的前沿颠覆性技术,是能够最终解决人类能源问题的重要途径之一。截至目前,我国新一代
近年来,我国核聚变研究取得了一系列突破。然而,当前我国核聚变研究总体水平在全球处于何种地位?未来核聚变能源将与风光电等清洁能源形成怎样的能源架构?在核聚变能研发过程中,中国如何统筹“国家队”与市场力量……今年“两会”前夕,记者带着这些疑问采访了全国政协委员、中核集团聚变领域首席科
中国核电2月28日公告,公司拟以增资方式参股中国聚变能源有限公司,投资金额为10亿元。该事项已通过公司董事会审议,尚需国务院国资委批准并办理工商变更登记手续。根据测算,本次对外投资事项构成关联交易,但不会达到《上市公司重大资产重组管理办法》规定的重大资产重组条件,不构成重大资产重组。
国际能源研报(2025年1月)(来源:中能传媒能源安全新战略研究院作者:杨永明)本期核心观点❖近期,泰国、波兰等国相继进入核电领域。其中,泰国计划将核电纳入2037年国家清洁能源发展目标,波兰政府则批准了高达147亿美元的资金用于建设该国的首座核电站。老牌核电大国也不甘落后,1999年以来法国首
2030年代初的某一天,在美国弗吉尼亚州里士满附近的一座新建发电厂,工程师将按下启动按钮,引发与太阳核心相同的反应。(来源:能源新媒作者:能源杂志)在一个名为“托卡马克”的环形机器中,氢同位素将以极快的速度发生碰撞并聚变成氦。这一过程将产生400兆瓦(MW)的清洁稳定电力,足以满足一座小
Euractiv网站发表文章,题目是:中国是否在核聚变领域超越欧洲、美国和日本?核聚变,即结合原子核以释放大量能量的过程,长期以来一直被誉为最终的清洁且几乎无限的能源。欧洲在这项研究中取得了早期的领先,并凭借在法国的宏伟ITER项目保持了这一势头。近年来,美国也在核聚变研究方面加大了力度,这
11月29日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划的包层屏蔽模块全球首发仪式在东方电气集团所属东方重机举行,首批48件包层屏蔽模块以水陆联运方式发往法国,兑现国际承诺。ITER计划被称为全球最大的“人造太阳”,由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同实施,位于法国卡达拉舍,将模拟太阳内部
据Euractiv网站报道,全球范围内,对核聚变这一承诺的关注度日益增加。长期以来,它一直被视为能源生产的“圣杯”,有潜力提供几乎无限的清洁能源。在欧洲,法国的ITER项目以及其他项目一直在获得大量的投资。然而,前欧洲中央银行行长马里奥·德拉吉(MarioDraghi)在其关于欧洲竞争力的最新报告中写
近日,新一代人造太阳“中国环流三号”启动新一轮物理实验,由中国核工业集团有限公司科研团队自主研发的数字孪生系统首次投入使用。真空室烘烤是装置运行的关键一环,数字孪生系统为该过程装上“超级眼睛”,在虚拟空间构建一个和物理实体完全一样的数字模型,实现对真空室烘烤过程的全方位实时精准监
2024年11月4日,中核工程联合体与ITER组织签署了真空室模块坑内组装(SMPA)合同。这是继2019年9月30日签署的主机安装合同、2024年2月29日签署的真空模块式组装合同之后,中核工程联合体与ITER组织签署的第三份重大合同。该合同的签署标志着中核集团与ITER组织的合作迈上新台阶,再次彰显了中核集团在
当前,能源安全、环境和气候变化等问题成为21世纪面临的最严峻挑战。因此,像核聚变能这样的新能源研发一直为公众和行业所关注。但是,热潮之下也不乏隐忧。据全球聚变工业协会FIA统计,截至2023年12月,全球共有43家私人核聚变公司,这些私营企业投资力度逐年增大,2022年投资总额较以往全部总额增加一
近日,中国核电工程有限公司建筑所与北京北奥东华激光有限公司联合研发的多波束激光探测装置产品顺利通过专家鉴定。该产品采用的新型核设施的入侵探测技术,填补了国内空白,达到国际先进水平,具有良好的工程应用前景,对我国核设施周界入侵探测设备的国产化发展具有积极的推动作用。多波束激光入侵探
光纤激光器作为目前最为活跃的激光光源器件,是在EDFA技术基础上发展起来的技术,它是激光技术的前沿课题。该激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来:在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度,造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”,当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出。随着激光市场的竞争日益激烈。新技术、新应用以及现有技术的不断改进都在不断改变着市场的格局。诞生于60 年代,发展于90 年后的光纤激光器凭借着她的先天性优势不断地扩充自己的地盘,全面向光通讯、
中共中央、国务院10日上午10时,在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。党和国家领导人习近平、李克强、刘云山、张高丽出席大会并为获奖代表颁奖。习近平向获2013年度国家最高科学技术奖的中科院院士、中国科学院大连化学物理研究所张存浩,中科院院士、中国人民解放军总装备部程开甲颁发奖励证书。奖励大会上,2013年度中国国家自然科学奖、国家技术发明奖、国家科学技术进步奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖,也一一揭晓并颁奖,本年度共授予10位科技专家和313个项目国家科学技术奖。其中,由祝宁华(中国科学院半导体研究所),余向红(武汉电信器件有限公司),朱洪亮(中国
现代通信产业伴随网络普及正处于飞速发展之中,为进一步提高上网速率,改善网络环境,高速率的光纤产品已是通信运营商网络线路建设的不二选择。国内在光纤技术研究也在持续进行。光纤通信是我国高新技术中与国际差距较小的领域之一。光纤通信在我国起步较早,经过20多年的发展,已经成为目前中最主要的传输技术。我国政府已表示,将加大对最新的光纤技术的投入,两年内,将网速提高到每秒20兆比特。美国阿卡迈技术公司称,中国目前的宽带下载速度约在每秒2兆左右。目前,由上海光机所牵头,华中科技大学、清华大学、西安光机所、中电23所、武汉锐科等单位共同参与承担的“千瓦级光
从2000年开始大家就开始针对硅光子技术的产业化进行研发投入,就在谈论这个事情,那时还是一个“梦想”。经过这么多年的不断努力,这个梦想已接近现实。过去怎样把发光做到硅的芯片上去是一个很大的挑战。从最近几年国外的技术发展来看,将激光器往硅片上集成已经不是问题了。下一步是怎样把半导体的积累和经验放到硅光子技术上来,实现大规模的产业化。硅光子技术产业化是一定会发生,并且会对光通讯、数据中心,光互联都会带来一场技术性的革命。硅光子技术接下来几年会有飞跃性的发展,国内的厂商应抓住这一机会,加强合作,缩短与国外企业的差距。可调激光器是光通信
据英国《每日邮报》16日报道,世界最大激光器美国国家点火装置(NIF)日前在美国加利福尼亚完成点火试验,这不仅是人类历史上威力最大的一次激光脉冲发射,还是核聚变能源探索之路上的一座里程碑,人类有望利用这种方法取得清洁能源。7月5日进行的这次试验持续时间仅为230亿分之一秒,产生相当于500万亿瓦特电能的能量,比同瞬间段美国全国电能消耗总和1000倍还多。麻省理工学院科学家彼得拉索博士称“这是一个了不起的令人振奋的成就”,“因为它在实验室里创造了以前只有在行星内部深处才存在的情况”。建造NIF的目的是通过激
2012年慕尼黑上海光博会于3月22日在上海新国际博览中心圆满落下帷幕。本次展会汇集了激光切割、打标设备,光纤激光器,高功率器件、激光晶体材料等等全面覆盖激光与光学行业全产业链。但是整场给我们的感觉却只有一个:国内企业的同质化竞争依然严重。展会上我们碰到一位多年从事于光纤激光器制造的老师提到,目前国内的光纤激光器竞争十分混乱,价格更是参差不齐,甚至一些煤老板也瞄准这一市场加紧投入,中国企业总是一窝蜂地投入进来。在与一些朋友聊天中,多提到同质化背景下的出路,在这里举一些个例与大家分享:我们受朋友之托要在现场看看KPT倍频晶体的市场状况,在寻问了几家之后并
一直以来,人类都希望利用太阳光线来产生更多能量。这一想法曾被多次搬到电影情节中,如科幻电影中出现的激光器,而现实生活中,许多科学家和发明家也都对此乐此不疲,希望可以找到利用太阳能量制成激光束的好方法。最近,这一技术终于有所突破,让这一愿望向现实更近了一步。一个来自乌兹别克斯坦的研究小组提出了一个构想,即通过一个直径约3英尺的小型抛物面反射镜,结合一种新的双层陶瓷磁盘,把太阳的能量聚焦,以此可以产生激光,用作可再生能源。乌兹别克斯坦研究小组的构想方案刊登在了《可再生和可持续能源杂志》(JournalofRenewableandSustainableEne
激光微加工在过去十年被广泛关注,其中原因之一是由于如具有非常高峰值功率和超短脉冲固体激等更加有效的激光源不断涌现。美国光波公司(Advanced Optowave Corporation),是一家激光微加工行业的专业高端固体激光器生产厂家,是世界领先激光器供应商之一。基于不同的激光应用需求,向客户提供180多款不同脉冲能量、脉冲重复频率、脉宽和输出波长,涉及红外、绿光、紫外、深紫外、远紫外激光器。服务于微电子、微机械和微光学加工三大领域。此次美国光波公司将首次以大规模展台独立参加2011年慕尼黑上海激光、光电展-这一年度中国激光行业的盛会。欢迎广大新老
英国科学家计划在牛津郡建造一所核聚变实验室,来模拟太阳内部的温度和压力环境,并以此产生的能量应对全球性能源短缺问题。 实验成功的关键步骤在于建造一台世界最强大的激光器,届时,激光束将通过轰击微小氢燃料球体,聚变并释放巨大能量。这一实验性计划吸引了多国学者的广泛参与,英国《星期日泰晤士报》5月4日对其相关内容进行了报道。 相对于核裂变,核聚变辐射少且燃料足备,超强
北极星氢能网获悉,近日,法国政府推出首个清洁氢招标项目,作为差价合约(CfD)计划的一部分。法国生态转型部长AgnèsPannier-Runacher宣布,法国计划在15年内为每公斤氢提供4欧元补贴,目标是利用可再生能源和核能制氢。这一举措旨在增加直接工业级氢气供应。此次竞争性招标定于2025年3月14日截止,
国际能源研报(2024年8月)(来源:中能传媒研究院作者:杨永明)本期核心观点01谷歌近期发布的年度环境报告指出,由于投入了大量人工智能应用,过去5年该公司碳排放量激增近50%。人工智能算力扩容需要大量电力,同时产生大量碳排放。随着算力对清洁电力需求的飙升,科技巨头们纷纷通过签订购电协议、
【摘要】碳中和进程中清洁能源技术创新及发展,成为全球技术竞争和博弈的焦点。欧美等国在清洁能源创新竞争中的本土化和保守化转向日益明显。全球清洁能源技术创新竞争的新形势新动向为各国和相关企业带来新的启示。为实现“双碳”目标,我国需要加强能源产业基础高级化和产业链现代化,把握住风电、光
2023年,清洁能源为中国经济贡献了11.4万亿人民币(约合1.6万亿美元),使得该行业在经济增长中所占比重稳居首位。根据官方数据和行业数据的分析显示,去年中国清洁能源投资大幅增长。“新三样”(即新能源汽车、锂电池和太阳能)成为投资的主要热点。(来源:微信公众号能源新媒作者:Lauri,QiQin)在
北风起、寒意浓。进入十二月,寒潮的来袭让我国多地气温一路走低。每年的供暖季也是我国大气污染防治的关键时期,如何让公众温暖过冬的同时,又可兼得蓝天常在?清洁取暖是一剂良药。在2016年12月召开的中央财经领导小组第十四次会议上,习近平总书记强调,推进北方地区冬季清洁取暖等6个问题,都是大
我们对清洁取暖重要性的认识早在10年前就已确定。2013年初,我国遭遇了史上最严重的雾霾天气,京津冀局部地区PM2.5小时浓度逼近1000微克/立方米。当年,国务院印发了《大气污染防治行动计划》,拉开了清洁供暖改革的序幕。2017年底,我国明确提出用3年时间打赢包括污染防治在内的三大攻坚战,针对与污
9月13日,中国大唐集团有限公司党组书记、董事长邹磊在总部会见来访的赞比亚共和国技术与科学部长费利克斯·穆塔蒂,双方就推动能源领域务实合作等进行深入交流。中国大唐党组成员、副总经理彭勇,天津泰达能源集团有限公司董事长邹凌参加会见。邹磊对费利克斯·穆塔蒂的到访表示欢迎,并介绍了中国大
6月16日下午,集团党委书记、董事长李英峰一行拜访了中国广核集团有限公司党委书记、董事长杨长利。集团副总裁许云飞、中广核集团副总经理李亦伦以及双方有关部门负责人参加会谈。李英峰董事长介绍了集团整体情况以及发展历程。他表示,深圳能源肩负解决特区电力短缺难题、助力特区经济发展的使命,历
5月24日,苍南县人民政府办公室关于印发苍南县扩大有效投资“双百”工程实施方案(2023-2027)的通知,通知指出,清洁能源保供工程。构建“核风光水蓄氢储”清洁能源全产业链,积极推进核能、风能、太阳能等清洁能源发电设施建设,包括浙江三澳核电站、海上风电场、光伏电站、抽水蓄能电站、新型储能电
中国广核集团有限公司(简称“中广核”)以“发展清洁能源,造福人类社会”为使命,40多年来积极落实国家战略要求,逐步发展成为以核能为主要特色的世界一流清洁能源集团。近年来,中广核优化构建“6+1”产业体系,涵盖核能、核燃料、新能源、非动力核技术应用、数字化、科技型环保和产业金融。截至202
政府工作报告——二〇二三年一月十五日在江苏省第十四届人民代表大会第一次会议上省长许昆林各位代表:现在,我代表江苏省人民政府向大会报告工作,请予审议,并请各位政协委员提出意见。一、过去五年工作回顾过去五年,是极不寻常、极不平凡的五年。以习近平同志为核心的党中央统筹中华民族伟大复兴战
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