核心进展与时间表
6月27日,我国自主研制的两款核聚变堆超导磁体完成了技术验收和满工况参数测试。其中,高温超导中心螺管线圈被视为紧凑型聚变实验装置的关键部分。根据计划,该装置将于2027年底建成,并旨在2030年前后演示利用核聚变发出第一度电。中国科学院合肥物质院等离子体所研究员秦经刚表示,目前的既定目标是在2030年首先发出第一度电,未来将逐步向示范堆及商业堆推进。
技术突破与国产化成果
此次完成测试的磁体在原材料、结构、装备和工艺方面实现了100%国产化。在成本方面,同样的超导材料价格从每米400元降至100元。在规格上,单个线圈的重量从350吨上升到580吨,其重量、尺寸和储能均远超此前规格,这意味着未来“人造太阳”的能量将更大。
秦经刚指出,该线圈的超导层仅约一微米,在加工过程中需经历拉伸、压缩、扭转等复杂工序。虽然此次测试验证了从材料设计到工艺的可行性,但其认为高温超导在聚变应用中的道路仅走了80%,剩下的20%需在苛刻环境下考核其服役稳定性和寿命。
背景与原理
可控核聚变(俗称“人造太阳”)通过模拟太阳内部释放能量的机制,将燃料加热至上亿摄氏度。由于没有材料能长期承受此高温,科学家采用强磁约束将等离子体“托”起,防止其碰壁或熄灭。目前主流路径使用从海水中提取的轻原子核“氘”作为燃料。据资料显示,一升海水的聚变能量相当于300升汽油,且几乎不产生强放射性核废料,无碳排放。地球海洋中蕴藏约45万亿吨氘,按人类能耗速度可维持发展几十亿年。
相关项目进展
在我国相关研究方面,全超导托卡马克实验装置“东方超环”曾于2025年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,刷新了世界纪录。
在全球合作方面,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国七方参与的ITER国际热核聚变实验堆计划落地于法国卡达拉舍。根据2024年ITER组织更新的时间表,该项目的全功率运行及氘氚实验运行时间已推迟至2039年。
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