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升級版的合肥“人造小太陽”通過國家驗收。昨天上午，國家發(fā)展和改革委員會在合肥召開了國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“托卡馬克核聚變實驗裝置輔助加熱系統(tǒng)”項目竣工驗收會議。這個歷時三年多，加裝了全國最大“微波爐”和一個巨型“噴槍”系統(tǒng)的“小太陽”終于通過驗收，并且溫度已經(jīng)能達到5000萬攝氏度，達到了設(shè)計目標的一半。
“小太陽”升級通過國家驗收
首先，我們要明白一個定義。雖然這個裝置的“標準名稱”——托克馬克核聚變實驗裝置輔助加熱系統(tǒng)，可能已經(jīng)讓你看得頭暈，但說到“小太陽”你一定不再陌生。
被稱為“EAST托卡馬克核聚變實驗”的裝置是我國自行設(shè)計建設(shè)的世界首個全超導(dǎo)托卡馬克裝置，并于2007年3月通過國家驗收，俗稱“小太陽”。
那么，我們還要明白為什么要研究“小太陽”，它又是做什么的？
“為了解決能源使用問題。”EAST輔助加熱項目組一名研發(fā)人員告訴記者，目前世界范圍內(nèi)的核電站的發(fā)電原理都是基于“核裂變”。
“但是，核裂變時所需的釷Th、233U鈾、235U鈾、239Pu钚等原料的資源儲備是有限的。此外，使用后所產(chǎn)生的廢料也很難處理，再先進的科技也或多或少的會留有輻射。”該研發(fā)人員稱，為了尋求可替代的新能源，科研人員開始研究核聚變。
“核聚變所需的氘和氚，其原料可直接取自海水，這么看，來源幾乎是取之不盡的，所以目前世界不少國家都把核聚變作為重點研究方向。”該研發(fā)人員稱，“小太陽”就是因“核聚變”而生的產(chǎn)物。
“目前美國、法國和日本都有不錯的技術(shù)，但是我們依然跑在前列。”研發(fā)人員稱，這個“人造小太陽”主要是靠模擬太陽及其它星體上發(fā)生的核反應(yīng)來釋放能量，目標是將溫度提升超過1億度。
裝備1:全國最大“微波爐”
本次的輔助加熱是EAST大科學裝置的二期工程。作為國家發(fā)改委“十五”大科學工程項目，于2008年7月立項，2011年11月開工建設(shè)，預(yù)期建設(shè)4兆瓦中性束加熱和4兆瓦低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)。
說白了，本次通過驗收的項目就是為了給我們的“小太陽”助力，在幫它繼續(xù)提升電子溫度、加大輔助加熱功率的同時，還能做到持續(xù)和可控。
但是，怎么給“小太陽”發(fā)送能量呢？
首先得有一個超大微波爐，有多大呢？相當于12000個家用微波爐的功率。
“所謂的輔助加熱系統(tǒng)，主要由中束性加熱系統(tǒng)和低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)這兩大部分組成。說的直白一點，就是一個巨型微波爐加上一把大噴槍。”托卡馬克核聚變實驗裝置輔助加熱系統(tǒng)副總工程師劉甫坤敘述，在合肥完成制造的這個低雜波電流驅(qū)動系統(tǒng)算得上是全國最大的微波爐了。
在現(xiàn)場看到，整個“微波系統(tǒng)”由24個并聯(lián)的紅色微波管構(gòu)成，劉甫坤稱，這24個微波管的功率達到6兆瓦，而一般的家用微波爐有效功率不超過500瓦，也就是說，相當于12000個家用微波爐同時為“小太陽”輸血。
“現(xiàn)在的它們就相當于點燃小太陽的火種。”劉甫坤稱。
裝備2:巨型噴槍
給“小太陽”輸送燃料，光有微波爐怎么能行？該項目另一位副總工程師胡純棟稱，除了微波系統(tǒng)（低雜波系統(tǒng)）外，還有一個關(guān)鍵的中性束加熱系統(tǒng)，而這個系統(tǒng)好比是一個巨型“噴槍”。
“這個噴槍通過放出兆瓦級的粒子束，對‘小太陽’進行加熱。”胡純棟稱，通過噴槍的不斷加熱，能讓“小太陽”產(chǎn)生更多的核聚變。
“目前已經(jīng)能達到5000萬攝氏度，完成了預(yù)定目標的一半。”胡純棟說。
