一米距离,温度从一亿摄氏度到-269℃
“人造太阳”,简言之就是在地球上造一个装置,模拟太阳发光发热释放能量,从而解决人类所面临的能源问题。“人造太阳”一般指国际热核聚变实验堆计划。
【资料图】
探索开发聚变能源的国际热核聚变实验堆(ITER),由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国7方共同参与建造,被誉为全世界最大的“人造太阳”。目前,ITER正在法国南部按计划推进,预计2025年完成。
聚变能源一直被认为是人类的终极能源梦想。就在2022年11月22日,中核集团核工业西南物理研究院传出消息:全球最大“人造太阳”核心部件——国际热核聚变实验堆(ITER)增强热负荷第一壁完成首件制造,并具备了批量制造条件。
这是我国在可控核聚变领域的巨大突破,标志着中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术,实现该项核心科技持续领跑,有力提升了我国在该领域的话语权。
ITER增强热负荷第一壁,简称“第一壁”。它直接面对真空壁等离子体堆芯的1亿摄氏度高温,是ITER装置最关键的堆芯部件,也是核聚变堆建设的关键技术。
中核集团核工业西南物理研究院工程技术领域首席专家、ITER增强热负荷第一壁团队负责人谌继明告诉记者,太阳表面温度约6000℃,一亿摄氏度就相当于16666个太阳累计燃烧的温度。
从真空壁堆芯一亿摄氏度的高温等离子,快速下降到外面包层-269℃,中间只间隔1米多。目前,世界上还没有一种物质能承受上亿摄氏度的高温。
无法忍受高温,那就主动降温。冷却水巧妙地解决了材料抗高温的问题,然而“第一壁”的制造加工安装也充满着挑战。
增强热负荷的手指部件,简称“手指”,是“第一壁”中最关键、最核心的零部件,制作难度不小。部件中铜和不锈钢连接部位的贴合度间隙误差需要打着手电光,从逆光角度才能看得见。
而手指部件的铜表面特殊加工更是要求误差率要小于0.01毫米。
手指部件有三层,下面一层是不锈钢、中间是铜,上面一层是金属铍。四川雅安的一家配套企业,用自己的“独门绝技”,把这三种不同特性的金属材料紧密地贴合在一起。
在十几家配套企业的共同研发努力下,手指部件在2022年3月完成了加工制造。此后经过8次模拟高热负荷测试,每次持续一周,在10月顺利通关。
就在谌继明科研团队在“手指”部件取得重要突破时,他的同事,李鹏远的科研团队也有了新的进展。李鹏远团队负责ITER增强热负荷第一壁外侧,也就是真空壁外面的包层——磁体支撑的研发。
与“手指”的加工制造类似,“第一壁”的磁体支撑同样离不开众多配套企业。因为是核能产品,加工要求零容忍、零缺陷。因此技术人员在实际加工前,要先借助计算机软件,做数控程序处理。即便有计算机帮忙,这个过程的难度依然不小。
像太阳那样利用核聚变获得源源不断的清洁能源供应,是人类长久以来的梦想。在这条研发的道路上,它可能是4年、5年,甚至更长时间坐科研“冷板凳”的寂寞孤独,可能是无数日夜的重复,也可能是一次又一次测试的失败。
“人造太阳”的每一项技术都需要反复测试。近乎苛刻的要求使得相关科技研发快速迭代,并不断应用到民用制造业。李鹏远团队最近研制的高温超导导体,就是其中的一个代表。
不仅如此,参与“人造太阳”部件制造的加工配套企业也在快速发展。
癌症治疗有望用上国产核技术
钴60、碳14、钇90是三种同位素原料,它们与核反应堆发生反应后,就成为带放射性的医用同位素。同位素钴60,主要用于伽马射线治疗肿瘤疾病。2009年,我国已实现钴60国产化。
同位素碳14原料,主要用于检测幽门螺旋杆菌,目前主要依靠进口。钇90同位素原料,可以用于癌症的放射性治疗,目前基本依靠国外进口。
国际上使用钇90同位素的体内放射治疗已经有二十多年,我国最近几年才开始起步。浙江省肿瘤医院是我国钇90放射治疗的临床研究单位之一。这种放射治疗适用于一些肿瘤较大,不适宜做手术或化疗的癌症患者。
不过,钇90用来进行放射治疗,价格十分昂贵。这背后,是我国一直无法实现自主生产钇90同位素的现实。而眼下,这一情况正在发生改变。
2022年10月28日,我国最大同位素生产基地在浙江海盐正式开工建设。预计2025年3月建成投产,这将有效解决国内同位素产品严重依赖进口的问题。
钇90实现国产化,背后离不开秦山核电的努力。以国产钇90同位素原料为例,这第一关,就是要研制生产出特殊的玻璃微球。
微球制造完成后,管道的生产同样不可或缺。位于浙江湖州吴兴区的一家配套厂,建有世界先进水平的无缝管生产线和焊接管生产线。装同位素原料的“靶件”管道,就是在这里制造加工的。
符合要求的管道做好后,装入同位素原料,就成了“靶件”,“靶件”随后进入秦山核电站核反应堆厂房。
装有同位素原料的“靶件”,在核反应堆里面放置两年,充分吸收反应堆裂变产生的中子带有放射性后,再借助专门的屏蔽运输容器,通过远程操作,从核反应堆里提取出来,吊运到“乏燃料水池”,进行降温和辐射屏蔽。
为了便于以后的运输,随后,这个3米多长,带有高放射性的靶件被拆成20厘米一段的长度,再放入一个专用的容器里面,等待进一步加工。
医用同位素是核医学发展的基础与核心。目前,医用同位素关键产品国产化的研发还在不断进行,未来将给更多癌症患者带去希望。
凡注有"环球传媒网 - 环球资讯网 - 环球生活门户"或电头为"环球传媒网 - 环球资讯网 - 环球生活门户"的稿件,均为环球传媒网 - 环球资讯网 - 环球生活门户独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为"环球传媒网 - 环球资讯网 - 环球生活门户",并保留"环球传媒网 - 环球资讯网 - 环球生活门户"的电头。
- 从一线看中国经济行稳致远|全球最大“人造2022-12-27
- 全球十大精选外汇投资理财平台排名榜单(2022022-12-27
- Wedbush唱多科技股:明年将反弹20%2022-12-27
- 环球观察:防疫中药材价格攀升 各方保供稳2022-12-27
- 当前速看:机构预计今年保费同比翻番 诸多2022-12-27
- 国家统计局:2021年GDP现价总量为1149237亿2022-12-27
- 入华集中隔离取消,国际机票搜索量涨8.5倍!2022-12-27
- 居家办公工资正常支付吗?最高法明确|环球2022-12-27
- 全球热点!中国成功发射高分十一号04星2022-12-27
- 晋江财政局“三举措”规范行政执法行为_看2022-12-27
- 晋江加强食品安全监督管理综合协调_焦点滚2022-12-27
- 环球热推荐:2022年终策划:跨越2022-12-27
- 台湾青年岭南行:寻味广东 感受历史2022-12-27
- 西藏山南扎西曲登社区:文旅融合走出致富路2022-12-27
- 世界观天下!全国首单生物医药产业园REITs2022-12-27
- 2022年全球基因检测行业发展现状深度研究:2022-12-27
- 上交所五问陆家嘴:子公司苏州绿岸土地污染2022-12-27
- 环球看热讯:和讯SGI公司|赛若金订单明显2022-12-27
- 当归黄芪党参红枣桂圆煮水喝的功效_天天观2022-12-27
- 称霸韩国畅销榜的国产游戏2022-12-27
- 这些“金句”令人难忘 十句话回顾中国载人2022-12-27
- 这些大国重器让人骄傲!_当前时讯2022-12-27
- 立法法修正草案提请二审 明确坚持科学立法2022-12-27
- 中国拟立法明确农村集体经济组织可依法出资2022-12-27
- 当前看点!祝贺!壹沓科技再获超自动化年度2022-12-27
- 2023个人开户炒伦敦金精选平台(前十榜单)2022-12-27
- 保险名苑多位老人在家“喊冷” 供热公司:2022-12-27
- 居家办公的工资标准问题,最高法发文明确_2022-12-27
- 世界观天下!国家统计局:经最终核实,20212022-12-27
- 口腔种植体集采将于明年1月11日开标,最高2022-12-27