磁約束聚變裝置的案例
磁約束聚變產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)崂恚弘娫聪到y(tǒng)處于核心裝備環(huán)節(jié)
在磁約束核聚變產(chǎn)業(yè)鏈中，裝置總體、超導(dǎo)磁體、真空室、偏濾器、加熱系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)與電源系統(tǒng)共同構(gòu)成核心裝備體系。其中電源系統(tǒng)雖不直接參與等離子體物理機(jī)制研究，卻為所有子系統(tǒng)提供能量輸入與精確控制，是決定裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行、能否達(dá)到設(shè)計(jì)參數(shù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件。
聚變電源與常規(guī)工業(yè)電源差異顯著：它強(qiáng)調(diào)高穩(wěn)定度、低噪聲、快速瞬態(tài)響應(yīng)、強(qiáng)抗干擾能力以及復(fù)雜工況下的高可靠性，往往需要根據(jù)裝置拓?fù)洹⒕€圈參數(shù)、脈沖時(shí)序進(jìn)行深度定制開發(fā)。森木磊石聚焦聚變裝置電源的工程化實(shí)現(xiàn)，圍繞 HL?2M 等大科學(xué)工程形成了覆蓋勵(lì)磁、加熱、真空、診斷等多場(chǎng)景的電源產(chǎn)品矩陣，在大功率模塊串聯(lián)、高壓系統(tǒng)絕緣配合、多電源同步控制等方面積累了大量工程經(jīng)驗(yàn)。
隨著聚變產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟，具備自主研發(fā)與批量交付能力的國(guó)產(chǎn)電源企業(yè)，將為裝置建設(shè)提速降本提供重要支持。其中，深耕聚變電源領(lǐng)域的森木磊石，
擁有國(guó)內(nèi)最齊全的解決方案和豐富的應(yīng)用案例，可提供直流高壓電源、高壓脈沖電源、陽(yáng)極高壓電源等全品類產(chǎn)品，憑借成熟的技術(shù)方案、豐富的工程驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)以及定制化服務(wù)能力，已成為 HL?2M 托卡馬克裝置核心電源配套供應(yīng)商之一，未來將持續(xù)完善產(chǎn)品矩陣、提升技術(shù)水平，助力磁約束聚變產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)托卡馬克裝置配套電源的自主化進(jìn)程。
展開 我國(guó)核能技術(shù)的發(fā)展方向
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聚變科學(xué)需要解決的技術(shù)問題
實(shí)現(xiàn)受控聚變主要有磁約束和慣性約束兩種途徑，二者均處于不同探索階段，距離聚變能源的要求還比較遠(yuǎn)。磁約束聚變界正在聯(lián)合建造國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)，將在ITER上研究穩(wěn)態(tài)燃燒等離子體各類物理與技術(shù)問題，驗(yàn)證開發(fā)利用聚變能源的科學(xué)可行性和工程可行性。Z箍縮慣性約束聚變首先需要解決點(diǎn)火問題。
實(shí)現(xiàn)大量聚變反應(yīng)所需的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)磁約束聚變而言是加熱、約束(實(shí)現(xiàn)聚變)和維持(長(zhǎng)時(shí)間或平均長(zhǎng)時(shí)間的聚變反應(yīng));對(duì)慣性約束而言則是壓縮、點(diǎn)火和高重復(fù)頻率點(diǎn)火。未來的磁約束聚變裝置必須以長(zhǎng)脈沖或者連續(xù)方式運(yùn)行，以便獲得可實(shí)用的聚變能量并穩(wěn)定輸出;慣性約束聚變要能獲得大量聚變能量必須實(shí)現(xiàn)以高重復(fù)頻率點(diǎn)火方式運(yùn)行，具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。
聚變能源在商業(yè)應(yīng)用前還需研制能耐高能中子輻照的材料，建立能夠?qū)崿F(xiàn)氚自持的燃料循環(huán)等諸多工程技術(shù)挑戰(zhàn)。發(fā)展聚變裂變混合堆有可能促進(jìn)聚變能提前應(yīng)用，其在未來能源中的競(jìng)爭(zhēng)力應(yīng)該和第四代堆及純聚變堆比較。
核能領(lǐng)域科技發(fā)展態(tài)勢(shì)
壓水堆是2030年前我國(guó)核電發(fā)展的主力。總體發(fā)展方向是圍繞核能利用的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定及效能最大化。
展開 中國(guó)“人造太陽(yáng)”首次實(shí)現(xiàn)1億度運(yùn)行
據(jù)央視新聞客戶端11月12日?qǐng)?bào)道，中科院等離子體所今天發(fā)布消息，我國(guó)大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”日前取得重大突破，實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲(chǔ)能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億度，獲得的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件，朝著未來聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步，也為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
圖/“人造太陽(yáng)”大科學(xué)裝置 本文配圖均來自央視新聞客戶端
圖/“人造太陽(yáng)”大科學(xué)裝置
東方超環(huán)（EAST）是等離子體所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克，也是我國(guó)第四代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，它的科學(xué)目標(biāo)是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽(yáng)一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為“人造太陽(yáng)”。該大科學(xué)裝置瞄準(zhǔn)未來聚變能商用目標(biāo)的關(guān)鍵科學(xué)問題，近年來在高性能、穩(wěn)態(tài)、長(zhǎng)脈沖等離子體研究方面取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性成果。
圖/“人造太陽(yáng)”大科學(xué)裝置
圖/2018年度EAST實(shí)現(xiàn)的1億度等離子體放電
2018年度EAST物理實(shí)驗(yàn)持續(xù)經(jīng)歷4個(gè)多月，物理實(shí)驗(yàn)面向未來聚變堆先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式的發(fā)展和長(zhǎng)脈沖運(yùn)行下的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，重點(diǎn)開展了高功率加熱下堆芯物理機(jī)制研究的系列實(shí)驗(yàn)。
展開 盤點(diǎn)2018那些驚艷世界的“中國(guó)制造”
小編帶您一起盤點(diǎn)：
中國(guó)“人造太陽(yáng)”首次實(shí)現(xiàn)一億度運(yùn)行
11月12日，我國(guó)大科學(xué)裝置“人造太陽(yáng)”取得重大突破，成功實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲(chǔ)能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度首次達(dá)到1億℃，獲得的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件，朝著未來聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步，也為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
承載我國(guó)“人造太陽(yáng)”夢(mèng)想的東方超環(huán)（EAST）是等離子體所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克，也是我國(guó)第四代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，它的科學(xué)目標(biāo)是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽(yáng)一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源。
推力矢量技術(shù)攻關(guān)取得重大突破
11月6日，第十二屆中國(guó)國(guó)際航空航天博覽會(huì)在珠海開幕。由我國(guó)自主研制的殲-10B推力矢量驗(yàn)證機(jī)在珠海上空成功進(jìn)行了過失速機(jī)動(dòng)飛行表演。展示的“榔頭”機(jī)動(dòng)，“大迎角360度滾轉(zhuǎn)”“落葉飄”“眼鏡蛇”“赫伯斯特”等典型過失速機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)作，充分體現(xiàn)了殲-10B推力矢量驗(yàn)證機(jī)優(yōu)異的飛行性能。
實(shí)現(xiàn)過失速機(jī)動(dòng)飛行，不僅要擁有帶推力矢量技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)，飛機(jī)必須具有優(yōu)良的大迎角氣動(dòng)性能、良好的進(jìn)發(fā)匹配特性、以及獨(dú)特的飛行控制技術(shù)。近幾年，我國(guó)推力矢量技術(shù)取得重大突破，成為世界上少數(shù)幾個(gè)掌握此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家之一。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入全球組網(wǎng)新時(shí)代
11月1日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射第17顆北斗三號(hào)全球組網(wǎng)衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星，是第41顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，也是北斗三號(hào)系統(tǒng)首顆地球靜止軌道衛(wèi)星。
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