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中國“人造太陽”助力“雙碳”目標早日實現
來源:中國網作者:日期:21.04.27

  自從人類進入工業化時代以來,能源問題就一直是困擾世界發展的難題之一。煤、石油、天然氣這些化石燃料不僅儲量有限,而且會給地球環境造成嚴重污染,甚至引發全球氣候變暖。因此,尋找一種清潔、安全、儲量豐富的能源就成為人類數百年來孜孜以求的夢想。如今這一夢想正在中國科學家的努力下慢慢變為現實。

  4月底,中科院合肥物質科學研究院研制的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)即將完成改造升級。EAST是利用可控核聚變反應產生電能的實驗裝置,因其具有類似太陽的運行機制,所以又被稱為“人造太陽”。改造完成后,EAST將挑戰在1億攝氏度的超高溫下發電100秒的世界紀錄。如獲成功,將不僅標志著我國在可控核聚變領域躋身世界最前列,也預示著人類有望在不遠的將來一勞永逸地解決能源問題。

  核能由于高效和燃料成本低廉獲得了廣泛的應用。世界上現有的核電站都是利用放射性物質的核裂變來發電的。但是其最大的缺點是可能對周圍環境產生放射性污染,并且核反應堆一旦失控還會引發災難性后果。1986年的切爾諾貝利核電站事故造成9.3萬人患癌死亡,前蘇聯15萬平方公里的地區受到嚴重污染,專家估計徹底消除該事故的后遺癥約需800年。但是EAST所利用的核聚變反應則不需要放射性物質,因此也不會產生放射性污染。更值得一提的是,核聚變的原料氘和氚廣泛存在于海水之中,取之不盡用之不竭。據專家介紹,一升海能量水通過核聚變所產生的相當于300升汽油,地球全部海水中蘊含的能量足夠人類使用上百億年。

  正是因為可控核聚變技術是一項功在當代、利在千秋的偉業,中國從建國之初就極其重視對該領域的探索。早在1955年,錢三強等科學家便提議開展中國的“可控熱核反應”研究,這與當時國際核物理學界對核聚變的關注幾乎是同步的。1984年,我國自主設計、建造、運行的“人造太陽”環流器一號(HL-1)建成;1995年我國第一個超導托卡馬克裝置HT-7在合肥建成;2002年我國建成第一個具有偏濾器位形的托卡馬克裝置中國環流器二號 A(HL-2A);2006年,世界上第一個全超導托卡馬克裝置東方超環(EAST)首次等離子體放電成功……這一系列成就讓我國的核聚變研究從無到有、從弱到強,逐漸走在了世界的前列。

  2007年,我國加入了國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃。ITER是由世界上30多個國家共同合作的大型工程計劃,目的是通過建造反應堆級的核聚變裝置,把“人造太陽”的夢想變為現實。在此計劃中,我國承擔了ITER10%的采購包,并爭取到了其中最重要的核心設備“超導磁體”的安裝工程。這標志著我國在核聚變的國際舞臺上有了更大的話語權。

  中國之所以數十年如一日在核聚變領域堅持投入與研究,是因為中國始終以人類命運共同體的理念為指引,主動履行負責任大國的使命與擔當,不斷為解決人類問題提供中國智慧與中國方案。在今年的全國兩會上,“碳達峰”與“碳中和”首次被寫入政府工作報告。實現“雙碳”目標時間緊、任務重,要求我國必須在未來調整能源結構,推動構建以綠色、低碳能源為主導的新型消費能源體系。而中國“人造太陽”的日漸完善和成熟必將為中國履行“雙碳”承諾增添強大的助力。

  據專家預測,基于可控核聚變的能源發電有望在2040年左右實現。我們衷心祝愿,即將挑戰世界紀錄的EAST,會成為人類獲得永續清潔能源道路上一座重要里程碑。

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