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【新华网】有太阳为什么还要人造“太阳”?

发布日期:2021-02-09 07:48 作者:亚洲城网址

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

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  万物生长靠太阳。有没有可能在地球上造出一个“人造太阳”,它能给人类带来什么?春节前夕记者走基层,不仅走进田间地头、厂矿车间,也走进科技自立自强的大基层,来到建有“人造太阳”大科学装置的合肥科学岛,一探究竟。

  高约11米,直径约8米,重400余吨,看上去像一个巨大的“罐子”,顶部飘扬着五星红旗——这就是全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。EAST是我国“九五”期间立项的国家重大科学工程,由原国家计委在“十五”期间批准开工,“十一五”建成,目标为人类开发核聚变能源提供重要的工程和物理实验基础。

  “EAST是中国自主研发的,世界上第一个全超导磁体、非圆截面托卡马克实验装置,它拥有类似太阳的运行机制,因此又有‘人造太阳’之称。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。

  有太阳,为什么还要造“人造太阳”?科研人员介绍,因为煤、石油、天然气未来有枯竭的危险,还存在一定的环境污染。而风能、水能、太阳能等新能源又受限于天气或地理条件等限制,难以满足需要。

  “可能有人要问,现在不是已经有很多核电站,为什么还要造‘人造太阳’?”中科院等离子体物理研究所王腾博士说,目前的核电站采用核裂变反应,所需要的铀、钚等元素储量有限,还会产生放射性。而“人造太阳”采用的是核聚变反应,所需的原材料之一氘在地球上储量巨大,几乎取之不竭、用之不尽。

  据测算,1升海水中含有的氘,核聚变反应后可以产生300升汽油燃烧的能量,生成物也没有危害。因此,核聚变能源被认为是理想的“终极能源”。

  未来如果实现了“人造太阳”,能带来哪些改变?王腾说,改变可能主要有三个方面:首先是能源危机迎刃而解,能源价格将非常低廉,一些因能耗限制而难以开展的活动比如海水淡化、星际航天等,可以大规模开展,进而带来生产、生活的巨大进步。

  其次,核聚变的产物为氦和中子,不排放有害气体,地球上的温室效应、酸雨、雾霾将大幅减轻乃至消失,生态环境得到改善。

  第三,核聚变能源的原料从海水中就能获得,人类因能源问题引发的争端将大为减少,地球会变得更和平。

  走进EAST控制大厅,记者注意到总控大屏幕上记录着已开展的核聚变实验次数:96914次。

  十几年来,合计超过10000人次的中外科研工作者,在这个大科学装置上合力冲击“人造太阳”的梦想,先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破,也使中国站到了世界核聚变能源研究的最前沿。

  这个春节,很多科研人员不休息,将持续对EAST主机进行升级改造,为进一步提高实验目标做准备。今年,他们将挑战400秒高约束等离子体、芯部电子温度1亿摄氏度、100秒长脉冲等离子体等新目标。

  “人类研究可控核聚变已超过半世纪,一代代科研人员一步步攻克技术难关,希望能早日实现‘终极能源’这个伟大目标!”王腾说。

  万物生长靠太阳。有没有可能在地球上造出一个“人造太阳”,它能给人类带来什么?春节前夕记者走基层,不仅走进田间地头、厂矿车间,也走进科技自立自强的大基层,来到建有“人造太阳”大科学装置的合肥科学岛,一探究竟。

  高约11米,直径约8米,重400余吨,看上去像一个巨大的“罐子”,顶部飘扬着五星红旗——这就是全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。EAST是我国“九五”期间立项的国家重大科学工程,由原国家计委在“十五”期间批准开工,“十一五”建成,目标为人类开发核聚变能源提供重要的工程和物理实验基础。

  “EAST是中国自主研发的,世界上第一个全超导磁体、非圆截面托卡马克实验装置,它拥有类似太阳的运行机制,因此又有‘人造太阳’之称。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。

  有太阳,为什么还要造“人造太阳”?科研人员介绍,因为煤、石油、天然气未来有枯竭的危险,还存在一定的环境污染。而风能、水能、太阳能等新能源又受限于天气或地理条件等限制,难以满足需要。

  “可能有人要问,现在不是已经有很多核电站,为什么还要造‘人造太阳’?”中科院等离子体物理研究所王腾博士说,目前的核电站采用核裂变反应,所需要的铀、钚等元素储量有限,还会产生放射性。而“人造太阳”采用的是核聚变反应,所需的原材料之一氘在地球上储量巨大,几乎取之不竭、用之不尽。

  据测算,1升海水中含有的氘,核聚变反应后可以产生300升汽油燃烧的能量,生成物也没有危害。因此,核聚变能源被认为是理想的“终极能源”。

  未来如果实现了“人造太阳”,能带来哪些改变?王腾说,改变可能主要有三个方面:首先是能源危机迎刃而解,能源价格将非常低廉,一些因能耗限制而难以开展的活动比如海水淡化、星际航天等,可以大规模开展,进而带来生产、生活的巨大进步。

  其次,核聚变的产物为氦和中子,不排放有害气体,地球上的温室效应、酸雨、雾霾将大幅减轻乃至消失,生态环境得到改善。

  第三,核聚变能源的原料从海水中就能获得,人类因能源问题引发的争端将大为减少,地球会变得更和平。

  走进EAST控制大厅,记者注意到总控大屏幕上记录着已开展的核聚变实验次数:96914次。

  十几年来,合计超过10000人次的中外科研工作者,在这个大科学装置上合力冲击“人造太阳”的梦想,先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破,也使中国站到了世界核聚变能源研究的最前沿。

  这个春节,很多科研人员不休息,将持续对EAST主机进行升级改造,为进一步提高实验目标做准备。今年,他们将挑战400秒高约束等离子体、芯部电子温度1亿摄氏度、100秒长脉冲等离子体等新目标。

  “人类研究可控核聚变已超过半世纪,一代代科研人员一步步攻克技术难关,希望能早日实现‘终极能源’这个伟大目标!”王腾说。


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