登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
近期最火的电影要属《复仇者联盟4》,贯穿该系列多部作品的人气角色——钢铁侠的命运,牵动着亿万粉丝的心。你知道吗?为钢铁侠战甲提供能源的“方舟反应炉”并不仅仅是科幻,它在现实生活中的原型就是受控核聚变装置。
被称为未来能源的核能,主要有核裂变能和核聚变能两种形式。前者早已因各地兴建的核电站走进千家万户,而后者因其复杂的反应条件和更高的技术要求,至今仍处于实验阶段。由于与太阳发光发热的原理相同,受控核聚变实验装置又被称为“人造太阳”,是人类寻找能源出路的希望。
记者了解到,在开发核聚变能源的路上,中国已从“追赶者”“并跑者”,成长为具备强大国际输出能力的“领跑者”。科学家们数十年艰辛“逐日”,就是盼望核聚变能点亮的第一盏灯在中国。
核聚变为何这样难以控制,我们已经取得了哪些进展?日前,记者参加国务院国资委新闻中心组织的“科幻作家走进新国企”活动,来到位于四川省成都市的中核集团核工业西南物理研究院,探访核聚变研究的前世今生。
寻找理想的终极能源
能源危机被认为是人类社会发展面临的最大难题。地球上的煤炭、天然气、石油等化石能源终将枯竭,人类未来的命运聚焦在寻找更加持久的清洁能源上。
100多年前,爱因斯坦提出了著名的质能转换公式E=mc2,揭开了核能的面纱。
当前,核电站利用的核能都是核裂变——由较重的原子核(例如铀)裂变成较轻的原子核,从中释放出能量。然而,铀矿的储量有限,长远看难以满足人类的需求。
核聚变的过程正相反,而且单位质量下释放的能量比裂变高得多。太阳的光和热,就来源于氢的同位素氘和氚在聚变成氦原子过程中释放出的能量。
“与核裂变相比,核聚变的安全性高,废料处理成本低,原料更易获得。”核工业西南物理研究院院长刘永告诉记者,氘在海水中储量极为丰富,氘氚反应产物没有放射性,核聚变反应堆不会产生污染环境的硫、氮氧化物及温室气体。
有计算表明,从一升海水中提取出的氘,在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300升汽油的能量。海洋中蕴藏了约40万亿吨氘,理论上用于聚变反应释放的能量足够人类使用上百亿年,几乎无穷无尽。
这意味着,如果受控核聚变能大规模实现,将从根本上解决人类的能源危机。聚变能源,就是人类梦寐以求的安全经济高效持久能源。
我国于上世纪90年代制定了热堆、快堆、聚变堆的“三步走”核能发展战略。其中,热堆与快堆都是裂变反应。目前,我国自主研发的“华龙一号”是第三代核电技术,处于核能第一步与第二步的衔接阶段。为了实现第三步,科学家们已投入半个世纪时间去探索研究。
追逐太阳的中国“聚变人”
来到成都前,记者设想的核聚变实验装置是藏在深山或埋在地下的。没想到,它就在成都市区核工业西南物理研究院的大楼里。
在占地面积上百平方米、三层楼高的实验室里,第二代中国“人造太阳”——中国环流器二号A聚变实验装置(HL-2A)首次对作家和媒体同时开放。“开发核聚变能源,造福子孙后代”的标语贴在墙上,各种管线、机柜围绕在一个巨型环状机器周围,令人眼花缭乱、心生敬畏。这是我国能源战略发展的重要研究设施,为核聚变研究提供了实验平台。
“我们现在看到的机器是中国环流器二号A的核心装置。里面是环形的真空室,外面缠绕着线圈,就像一个平放的轮胎。”核工业西南物理研究院特聘研究员钟武律讲解说,整个装置还包括5兆瓦电子回旋加热系统、3兆瓦中性束注入系统、2兆瓦低混杂波系统、30万千瓦脉冲发电机组,以及30多种50余套诊断系统等。
环流器启动时,实验室完全封闭,任何人都不能进入。但通过实验室外中央控制室的大屏幕,工作人员可以看到核聚变装置的内部运行图像,两侧的分屏也会显示各种数据参数。
我们都知道,氢弹是靠原子弹做“引线”产生高温高压环境才得以发生聚变反应引爆的。连不受控的核聚变都需要如此苛刻的条件,受控核聚变的难度可想而知。
“1亿度以上的高温、长时间约束在有限的空间中、足够高的密度,受控核聚变的三大条件缺一不可。”刘永表示,如此高的温度下,物质已经成为等离子体,这是除固体、液体和气体之外的第四种形态。如何约束等离子体,就成了核聚变实验的重中之重。
自上世纪50年代起,英国、美国和苏联就投入了大量经费,研究核聚变等离子体的约束方法。在此过程中,人们对实现受控核聚变难度的认识也逐步加深。
目前,全球科学家研究实现受控热核聚变的技术方案主要有两种:磁约束聚变和惯性约束聚变。前者利用强磁场较长时间约束高温稀薄等离子体使之发生聚变反应。由苏联科学家提出的“托卡马克(Tokamak)”装置,是目前国际公认的最有可能率先实现商业聚变堆的技术路线。后者则利用多种高能量驱动方式形成高温高压环境,使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧,工程技术要求很高,商用可行性稍差。
记者了解到,中国环流器二号A于2002年建成投入使用,并在2013年进行了升级改造,其等离子体电子温度高达5500万度,这比太阳中心部的温度还要高近三倍。而在高密度条件下,等离子体温度一旦达到1亿度以上,可使数目可观的粒子具有足够动能克服原子核间斥力而实现核聚变反应,产生可观的聚变能。
刘永透露,核工业西南物理研究院将于今年底建成中国环流器二号M装置(HL-2M),届时装置内等离子体温度将超过1亿度,具备开展堆芯等离子体研究的条件。
为最大“人造太阳”贡献中国智慧
受控核聚变研究一旦成功,受益的无疑是整个人类社会。因此,它需要世界各国共同推动、共同研究。正是基于这样的理念,“国际热核聚变实验堆计划(ITER)”诞生了。
ITER是规模仅次于国际空间站的一项重大的多边大科学国际合作计划,旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验堆。成立于2007年的ITER组织,由欧盟、中国、美国、俄罗斯、韩国、日本和印度参与。
“ITER是世界上在建的最大、最复杂的托卡马克装置,也是技术最先进的‘人造太阳’。它的体积接近天坛祈年殿的尺寸,高30米,直径28米,重达1万吨。”刘永介绍。
在七方共同努力播种“太阳”的进程中,中国的表现十分突出。
“我国承担了ITER装置9%的采购包制造任务,成为除欧盟外承担任务最多的国家。”刘永介绍,中方采购包任务中的所有涉核部件均由核工业西南物理研究院承担。
刘永说,自2010年12月以来,他们联合国内多家企业组成的团队,先后完成了从材料到制造工艺的系列认证,以及ITER磁体支撑采购包的生产制造任务,取得多项关键技术的重大突破,最终获得ITER国际组织的认可,为和平利用核能和人类可持续发展贡献了中国智慧和中国方案。
ITER组织总部位于法国南部的圣保罗-莱迪朗斯小镇,数千名来自不同国家的科学家、工程师和管理人员在这里埋头“筑梦”,当然也少不了中国科研人员的身影。
曾在ITER法国总部工作了近10年、最近刚回国的核工业西南物理研究院聚变科学所副总工程师周才品认为,中国在国际合作过程中,提升了科技创新能力、高端制造水平、国际项目管理能力和专业技术人才培养能力,为中国聚变堆建设提供强有力的技术及人才储备。
“通过参与ITER计划,中国在可控热核聚变领域的整体水平有了很大提升,部分技术已达到国际领先水平。”周才品说。
目前,中国已交付了组建国际热核聚变实验堆所需的馈线、磁体支撑等多种重要部件,有利于相关实验如期顺利开展。
ITER组织总干事贝尔纳·比戈此前曾多次表示,中国是这一世界最大“人造太阳”项目非常好的合作伙伴,中国交付相关产品按时保质,堪称合作各方的榜样。
如今,各国在开展ITER合作研究的同时,也在加速推进本国研究进程。“如果将来有一盏灯会被聚变之能点亮,期盼这盏灯在中国。”“聚变人”对我国受控核聚变的未来充满信心。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,7月11日,商务部消息,英政府公布基础设施十年战略,计划投入至少7250亿英镑。其中包括英国能源公司将投资建设英首个区域性氢气运输网络和储能设施,推动战略性输电网络建设以及电动汽车充电基础设施建设。原文如下:据英国政府网站消息,英政府6月19日发布基础设施战略,计划在未来
2011年福岛核事故的爆发,让日本核电产业迎来转折,这场由地震海啸引发的灾难,让日本对核能的态度从依赖转向审慎。事故发生后,54座运行中的核反应堆几乎全部关停,核电在能源结构中的占比从30%骤降至接近零,政策层面也确立了“尽量减少”核能使用的导向。(来源:微信公众号“能源新媒”文/范珊珊)
7月9日,国务院新闻办公室举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。国家发展改革委主任郑栅洁介绍,“十四五”时期,能源综合生产能力进展超过预期。“十四五”规划把创新提到前所未有的重要位置,加上大型LNG运输船全球领先;全球第一座第四代核电站石岛湾基地投入商业运行。“用能”更
7月9日,国务院新闻办公室举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。国家发展改革委主任郑栅洁介绍,“十四五”时期,能源综合生产能力进展超过预期。“十四五”规划把创新提到前所未有的重要位置,加上大型LNG运输船全球领先;全球第一座第四代核电站石岛湾基地投入商业运行。“用能”更
近日,生态环境部核与辐射安全中心(以下简称核安全中心)赴国家能源局核电司开展聚变工作交流。国家能源局核电司、核电发展中心相关人员参加活动。核安全中心系统汇报了聚变装置辐射安全监管研究进展,详细介绍了国内外聚变产业发展现状、国际聚变监管动态、我国聚变辐射安全监管政策以及核安全中心聚
谷歌与CommonwealthFusionSystems(CFS)的新合作,迈出了迈向聚变能源未来的坚定步伐,签署了有史以来最大规模的聚变能源购电协议。根据协议,谷歌将从CFS的首个商用聚变电站(200MW,位于弗吉尼亚州切斯特菲尔德)购买无碳能源。此外,谷歌还计划对CFS进行了第二次资本投资,以支持该公司从近期的突破迈
中油资本近日发布公告,拟出资6.55亿元,与控股股东中国石油天然气集团有限公司、中国石油天然气股份有限公司以自有资金按原有持股比例共同向参股公司中国石油集团昆仑资本有限公司进行增资,用于投资可控核聚变项目。此次增资合计出资金额为32.75亿元。这并非中国石油首次涉足核聚变领域。早在去年,
当Agent网络、分布式电源、虚拟电厂和微电网结合的时候,我认为最值得讨论的,是一种新的电力经济模式。(来源:鱼眼看电改作者:俞庆)传统的电力系统运行了上百年,作为工业2.0的产物,与钢铁、石油、铁路、传统汽车制造一样,以规模经济理论为基础,秉承了戴明质量管理和福特生产模式。小米Yu7的发
一系列重大技术突破,预示着聚变研发正从“永远50年”进入“10~20年”窗口期,商业公司的高效运作可能进一步缩短时间。(来源:能源新媒文/本刊记者范珊珊)彭元凯核聚变技术专家,美国斯坦福大学应用物理硕博士,在美国橡树岭国家实验室从事聚变研发工作40年,原创性提出球形环聚变研发方向,后在美
2025年4月,西班牙全国范围内意外停电,此后西班牙继续推动太阳能利用,实现永不枯竭的能源未来。在短短几个月内,西班牙批准了超过65吉瓦的太阳能项目,启动了新的氢能和电池储能试点项目,并增加了对全球聚变研究的支持。西班牙希望打造一个无需进口能源、无需靠天的发电、储能和维持能源的电网。对
北极星氢能网获悉,当地时间6月13日,英国政府消息称,将投入5亿英镑(约合48.8亿元人民币)用于氢能基础设施建设,在英国工业核心地区创造数千个清洁能源领域就业岗位。此举是英国政府“变革计划”的重要组成部分,目标是助力英国打造“清洁能源超级大国”。英国政府称,这笔资金将用于建设英国首个区
2025年6月29日至7月11日,国际原子能机构应中方邀请来华开展核与辐射安全监管领域综合监管评估(以下简称综合评估),高度肯定中国核与辐射安全监管水平和成效,认定可在国际社会推广的多项良好实践和良好业绩,并于评估结束后举办联合新闻发布会。综合评估是国际原子能机构最具影响力的国际同行评估之
2011年福岛核事故的爆发,让日本核电产业迎来转折,这场由地震海啸引发的灾难,让日本对核能的态度从依赖转向审慎。事故发生后,54座运行中的核反应堆几乎全部关停,核电在能源结构中的占比从30%骤降至接近零,政策层面也确立了“尽量减少”核能使用的导向。(来源:微信公众号“能源新媒”文/范珊珊)
7月9日,国务院新闻办公室举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。国家发展改革委主任郑栅洁介绍,“十四五”时期,能源综合生产能力进展超过预期。“十四五”规划把创新提到前所未有的重要位置,加上大型LNG运输船全球领先;全球第一座第四代核电站石岛湾基地投入商业运行。“用能”更
7月9日,国务院新闻办公室举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。国家发展改革委主任郑栅洁介绍,“十四五”时期,能源综合生产能力进展超过预期。“十四五”规划把创新提到前所未有的重要位置,加上大型LNG运输船全球领先;全球第一座第四代核电站石岛湾基地投入商业运行。“用能”更
北极星电力网获悉,7月9日,国新办举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会。国家发展改革委主任郑栅洁表示,“十四五”时期,能源综合生产能力进展超过预期。“用能”更加清洁,新能源发电装机规模历史性超过煤电,建成了全球最大清洁发电体系,我们每用3度电就有1度是绿电,这个比例还会
7月7日,《国资报告》刊发中国华能集团有限公司党组署名文章《坚守初心四十载击鼓催征再出发》。《国资报告》荐语中国华能的40年,是从引进外资打破计划体制,到境外上市接轨国际规则,实现快速发展的40年,是从解决缺电困局,到科技创新引领能源革命的40年。这40年既浓缩着中国华能改革创新高质量发展
北极星储能网获悉,7月4日中午,捷克共和国发生大规模停电,导致公共交通和火车停运,影响了超100万企业和居民用户首都布拉格交通局表示,当日中午开始,布拉格的所有地铁网络无法运行,但地铁服务在半小时内就恢复了。CEPS电网运营商表示,事故原因起源于Ledvice发电站附近的一条高压电线断裂,并引发
北极星电力网整理了2025年6月30日至2025年7月4日一周电力项目:涉及火电、水电、核电项目的核准、开工、并网等。火电项目广州知识城恒运天然气热电联产项目开工6月20日,广州知识城恒运天然气热电联产项目顺利开工建设。该项目位于广州市黄埔区中新知识城生物安全生产基地内,项目建设2台460兆瓦级(9F
煤电将继续发挥供热“稳定器”重要作用——2025智慧热电与灵活调峰大会观察“火电厂供热面临成本和供热能力的双重考验”“传统煤电将向新型智慧煤电、区域能源服务中心、新型虚拟电厂等新一代煤电转变”“深度推进热电机组的灵活性、供热与节能改造,在大力提升机组调峰能力的同时,实现节能降碳”....
2025年7月1日12时58分,华能山东石岛湾核电站扩建一期工程2号机组反应堆厂房钢衬里模块一顺利吊装就位。钢衬里模块一位于核岛“心脏”——反应堆厂房底部,是核电站的重要安全屏障。10时36分,钢衬里模块一缓缓开始上升。经历了起吊、回转、行走、就位等一系列操作后,吊装顺利完成,总用时2小时22分。
今天是香港回归祖国28周年纪念日,中广核大亚湾核电站已持续对港供电31年,截至2025年4月29日,累计供电超3200亿度,31年来,大亚湾核电站平均每年为香港供电超过100亿度,占香港总用电量的四分之一,为满足香港电力供应,改善能源结构发挥了积极作用。改革开放的标志性工程肩负我国“核电起步”的历史
北极星电力网获悉,7月8日,中广核研究院与中山大学在中山大学珠海校区正式成立“反应堆冷却剂化学联合研究中心”,并举行研讨会。联合研究中心的成立,标志着双方在核能领域的合作迈入了更深层次、更富成效的新阶段,将进一步推动双方持续、友好的战略伙伴关系,共同助推我国核能产业高质量发展。
2025年6月29日至7月11日,国际原子能机构应中方邀请来华开展核与辐射安全监管领域综合监管评估(以下简称综合评估),高度肯定中国核与辐射安全监管水平和成效,认定可在国际社会推广的多项良好实践和良好业绩,并于评估结束后举办联合新闻发布会。综合评估是国际原子能机构最具影响力的国际同行评估之
北极星储能网获悉,7月11日,商务部消息,英政府公布基础设施十年战略,计划投入至少7250亿英镑。其中包括英国能源公司将投资建设英首个区域性氢气运输网络和储能设施,推动战略性输电网络建设以及电动汽车充电基础设施建设。原文如下:据英国政府网站消息,英政府6月19日发布基础设施战略,计划在未来
北极星电力网整理了2025年7月7日至2025年7月11日一周电力项目:涉及火电、水电、核电项目的核准、开工、并网等。火电项目我国在建最大火电厂新机组投产7月6日,国家能源集团浙江公司北仑电厂首台8号机组完成168小时满负荷试运行,正式投入商业运行。该厂以“火风光储”总装机6400兆瓦,为迎峰度夏期间
7月4日,北极星太阳能光伏网发布一周要闻回顾(2025年7月7日-7月11日)。政策篇重磅!2025年可再生能源电力消纳责任权重下发日前,国家发改委、国家能源局印发《关于2025年可再生能源电力消纳责任权重及有关事项的通知》,下发2025年、2026年可再生能源电力消纳责任权重和重点用能行业绿色电力消费比例
7月9日,中核供应链召开干部大会宣布中核咨询党委对中核供应链干部调整决定。中核咨询党委书记、董事长董宏亮,中核咨询工会主席、党群工作部主任安娜出席会议。中核供应链党委书记、董事长兼总经理张云主持会议。中核咨询党群工作部宣读了任免文件,推荐王琰为中核供应链副总经理。王琰作了表态发言,
2025年5月份的装机数据公布,单月92GW的装机、同比暴涨388%,1-5月累计装机量已逼近200GW大关,相当于2023年全年装机量的70%,远超市场预期。值得关注的是,在此前光伏全产业链价格持续下行的背景下,光伏电站EPC工程总承包价格也呈现同步下降态势。这种“量增价减”的组合,一方面源于产业链成本端的
大唐台州头门港电厂(2×660MW)超超临界一次再热燃煤发电机组新建项目主体建筑及安装工程施工总承包中标候选人公示(招标编号:CWEME-202506ZJTZ-S002)第一中标候选人:中国能源建设集团浙江火电建设有限公司,投标报价:1559860000.00元,工期:满足,质量:良好;第二中标候选人:中国电建集团山东电
7月10日,海南省人民政府发布《海南低碳岛建设方案》。《方案》明确,2030年前,全省实现碳达峰,经济社会发展向低碳方向快速迈进。2045年前,全面建成低碳岛,全省二氧化碳年排放量比峰值期下降70%,建成零碳、高效、智慧、韧性、安全的新型能源系统。2060年前,全省实现碳中和。重点任务方面,《方案
中国电力企业联合会10日在北京发布《中国电力行业年度发展报告2025》认为,综合考虑用电增长、电源电网投产等情况,以及气温等不确定性因素,预计2025年全国电力供需形势呈现总体平衡态势。2025年全国全社会用电量预计同比增长5%至6%。报告显示,2024年全国全社会用电量98540亿千瓦时,同比增长6.8%。
北极星储能网讯:7月9日消息,浙江省发改委对人大代表建议诉求进行了答复,其中透漏出浙江能源部门对于发展储能、提升储能利用率的决心。浙江省能源局表示,全省三侧新型储能累计投运超4GW。其中截至2025年4月底,用户侧储能装机达1.9GW。人大代表建议指出,目前浙江电价已具备晚上和中午充电的“两充
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!