核能“三步走”的第三步有多酷？勝過大片無(wú)數(shù)！
發(fā)布時(shí)間：2024-03-31 信息來源：
如果現(xiàn)在有一個(gè)任務(wù)
關(guān)系到全人類的未來
如果有生之年
你都無(wú)法看到目標(biāo)的完成
你會(huì)如何面對(duì)它？
這不是什么科幻大片的設(shè)定
而是中核集團(tuán)一代代聚變?nèi)?br />所經(jīng)歷和面對(duì)的現(xiàn)實(shí)
3月28-29日，“大國(guó)底氣從核來·重走核工業(yè)之路”媒體行活動(dòng)首條線路——從“一堆一器”到“核能‘三步走’”，來到了第三站——核工業(yè)西南物理研究院。
作為我國(guó)最早致力于研究“人造太陽(yáng)”的專業(yè)科研院所，核工業(yè)西南物理研究院（簡(jiǎn)稱“西物院”）是“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”戰(zhàn)略中聚變堆研發(fā)的核心單位，也是我國(guó)參與全球最大“人造太陽(yáng)”——國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃的重要支撐單位。上世紀(jì)80年代，西物院建成第一代聚變平臺(tái)——中國(guó)環(huán)流一號(hào)裝置，是我國(guó)核聚變領(lǐng)域第一個(gè)國(guó)家大科學(xué)工程裝置；本世紀(jì)初，建成第二代聚變平臺(tái)一一中國(guó)環(huán)流二號(hào)裝置，為我國(guó)核聚變研究從原理探索到大規(guī)模裝置實(shí)驗(yàn)的跨越式發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)與工程技術(shù)基礎(chǔ)；2020年，自主設(shè)計(jì)建造成功第三代聚變平臺(tái)一一新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”裝置，該裝置是我國(guó)規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置。逐日夢(mèng)想，一步步實(shí)現(xiàn)。
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【打卡點(diǎn)一】
熱愛科幻的你“人造太陽(yáng)”的“前世今生”不能錯(cuò)過
中國(guó)環(huán)流器指揮控制中心是裝置的“大腦”，承擔(dān)著實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)配、等離子體控制、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵任務(wù)。
在電影《流浪地球2》中，人們看到了由“核動(dòng)力”構(gòu)建的科幻場(chǎng)景，其中的“重核聚變”就是通過“燒石頭”的方式實(shí)現(xiàn)行星發(fā)動(dòng)機(jī)的能量供應(yīng)。
“這簡(jiǎn)直就是電影照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)?。∥乙s緊拍一張照片，太震撼了！”記者朋友們紛紛感嘆道。在中國(guó)環(huán)流裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，媒體團(tuán)一行“零距離”感受大國(guó)重器。
“可控核聚變是前沿的顛覆性技術(shù)，具有資源豐富、環(huán)境友好、固有安全等突出優(yōu)勢(shì)，是目前認(rèn)識(shí)到的, 可最終解決全球能源和環(huán)境問題, 推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的最重要途徑之一?！蔽魑镌焊痹洪L(zhǎng)劉仲華強(qiáng)調(diào)。
“在啟動(dòng)‘人造太陽(yáng)’，也就是這臺(tái)托卡馬克裝置運(yùn)行之前，需要進(jìn)行哪些準(zhǔn)備工作呢？”環(huán)球時(shí)報(bào)記者冷舒眉問道。
身為“人造太陽(yáng)”駕駛員的陳逸航說：“眾人劃槳開大船”是對(duì)托卡馬克運(yùn)行最生動(dòng)的寫照。作為大科學(xué)裝置，托卡馬克的系統(tǒng)構(gòu)成十分復(fù)雜，一次正常的運(yùn)行啟動(dòng)需要數(shù)十個(gè)子系統(tǒng)的精密、有序配合來實(shí)現(xiàn)。因此，“駕駛員”在啟動(dòng)裝置運(yùn)行前最重要的一項(xiàng)準(zhǔn)備工作就是逐一檢查各系統(tǒng)的狀態(tài)，只有在確認(rèn)了每個(gè)子系統(tǒng)都處于正常狀態(tài)之后，才能在后續(xù)的運(yùn)行中保障裝置整體的安全。“駕駛員”的另一項(xiàng)重要準(zhǔn)備工作是配置“人造太陽(yáng)”的“大腦”——中央控制系統(tǒng)的各項(xiàng)控制參數(shù)。通過將這些參數(shù)以網(wǎng)絡(luò)通訊的形式發(fā)送給托卡馬克的各個(gè)子系統(tǒng)，“駕駛員”可以有效地指揮它們?cè)谘b置運(yùn)行期間有序、協(xié)同地投入工作，從而實(shí)現(xiàn)高溫度、高密度、高聚變?nèi)朔e等實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。
“對(duì)于托卡馬克裝置而言，它的運(yùn)行時(shí)間和能量約束時(shí)間有什么區(qū)別呢？”科技日?qǐng)?bào)記者都芃問道。
“人造太陽(yáng)”博士科普?qǐng)F(tuán)成員于祺：我們可以將托卡馬克裝置比作保溫杯。想象一下，我們?cè)诒乇械谷胍槐跏紲囟葹?00℃的開水。這杯開水從100℃逐漸降低到某一特定溫度，例如50℃，所需的時(shí)間，與托卡馬克裝置的能量約束時(shí)間相似。這一過程與保溫杯的密封性能和保溫性能緊密相關(guān)，只有當(dāng)保溫杯的這兩項(xiàng)性能足夠出色時(shí)，這一時(shí)間才會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)。另一方面，這杯開水在保溫杯中的總存在時(shí)間，則類似于托卡馬克裝置的運(yùn)行時(shí)間。這一時(shí)間與保溫杯的使用壽命有關(guān)，而與其密封和保溫性能關(guān)系不大。只要保溫杯沒有損壞，我們就可以持續(xù)使用它來裝水。同樣地，只要聚變裝置沒有出現(xiàn)故障或損壞，它就可以持續(xù)運(yùn)行。
“以后核聚變產(chǎn)生的熱能可以怎么利用，還是燒開水嗎？”新華網(wǎng)記者索煒問道。
“人造太陽(yáng)”博士科普?qǐng)F(tuán)成員肖國(guó)梁：這個(gè)問題很有前瞻性，實(shí)質(zhì)上是在探討核聚變能量未來可能的利用方式。傳統(tǒng)的“燒開水”模式，即利用熱能產(chǎn)生蒸汽來推動(dòng)蒸汽輪機(jī)，是一種經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐驗(yàn)證的成熟技術(shù)，它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有的熱力發(fā)電站。這種方法同樣適用于核聚變產(chǎn)生的熱能，只是熱源形式不同。核聚變釋放的熱能，其高效利用的途徑不僅限于傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)發(fā)電。例如，我們可以借鑒核裂變領(lǐng)域的高溫氣冷堆技術(shù)，使用高溫氣體作為工作介質(zhì)來提高效率。此外，核聚變反應(yīng)堆中的帶電粒子所攜帶的能量，也有可能通過磁流體、等離子體波等特定的技術(shù)手段被直接導(dǎo)出并轉(zhuǎn)化為電能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，未來核聚變能的利用可以更加多樣化和高效。
“人造太陽(yáng)”博士科普?qǐng)F(tuán)由一群年輕的博士科研人員組成，他們深耕科普工作多年，旨在用最通俗易懂的語(yǔ)言科普核聚變知識(shí)，提升“人造太陽(yáng)”品牌知名度、美譽(yù)度、影響力，為提高全民科學(xué)素質(zhì)、厚植創(chuàng)新沃土、助力實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。
【打卡點(diǎn)二】
中國(guó)首座“人造太陽(yáng)” 中國(guó)核聚變博物館
追溯人造太陽(yáng)的歷史，這里充滿記憶。
中國(guó)最早、亞洲最大的受控核聚變研究基地從此發(fā)軔。在位于四川樂山的成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院內(nèi)，依托中國(guó)首座人造太陽(yáng)裝置舊址而建的中國(guó)核聚變博物館講述著中國(guó)受控核聚變研究的歷程。
春暖花開的時(shí)節(jié)里，美麗的薔薇在波光粼粼的沫若湖邊含苞待放。媒體團(tuán)一行從成都出發(fā)，來到了位于樂山市的成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，參觀中國(guó)核聚變博物館等歷史勝地。
建設(shè)在原核工業(yè)585所基地上的中國(guó)核聚變博物館是全國(guó)重點(diǎn)文物保護(hù)單位、國(guó)家工業(yè)遺產(chǎn)、科學(xué)家精神教育基地、全國(guó)科普教育基地、全國(guó)核科普教育基地、中核集團(tuán)公司黨性教育基地，見證了中國(guó)人在篳路藍(lán)縷的創(chuàng)業(yè)初期，聚焦解決未來人類能源問題的決心和毅力。館內(nèi)的中國(guó)環(huán)流一號(hào)是完全由中國(guó)人自主研發(fā)制造的實(shí)驗(yàn)裝置，也是中國(guó)第一個(gè)與國(guó)際主流接軌的受控核聚變裝置，開創(chuàng)了我國(guó)核聚變時(shí)代，通過設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行，產(chǎn)生了多項(xiàng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的科學(xué)技術(shù)，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧、中國(guó)方案。
“這里保存了這么多當(dāng)時(shí)的重要裝置和文獻(xiàn)資料，真的太具有歷史感了。”中國(guó)青年網(wǎng)記者周圍圍感嘆道。核聚變博物館館長(zhǎng)王相星講述道：這里有一件珍貴的展品——美國(guó)產(chǎn)“皇家”（royal）牌打字機(jī)。這臺(tái)打字機(jī)曾跟隨主人沐浴過美國(guó)加州的陽(yáng)光，漂洋過?；氐絿?guó)內(nèi)，曾在北京房山見證過中國(guó)核工業(yè)的星星之火，也聆聽過四川西南的綿綿雨聲，它的主人就是中國(guó)著名實(shí)驗(yàn)核物理學(xué)家、核聚變與等離子體物理學(xué)家，中國(guó)核聚變能源開發(fā)領(lǐng)域的開拓者和領(lǐng)軍人，中國(guó)科學(xué)院院士李正武，而他的一生就是當(dāng)代“夸父逐日”的故事。
當(dāng)年，根據(jù)國(guó)家戰(zhàn)略調(diào)整和“三線”建設(shè)的規(guī)劃，老一輩科學(xué)家們無(wú)怨無(wú)悔地選擇來到條件艱苦的樂山，扛起中國(guó)受控核聚變研究的重任，老一輩科學(xué)家們隱姓埋名，篳路藍(lán)縷，攻克了一個(gè)個(gè)科研難關(guān)，譜寫了我國(guó)受控核聚變研究的壯麗詩(shī)篇。
走出中國(guó)核聚變博物館，不遠(yuǎn)處的“大國(guó)重器”核文化藝術(shù)展再次吸引著大家的目光，利用三線建設(shè)時(shí)期的老廠房、老設(shè)備，學(xué)院將特色作品和工廠老舊設(shè)備融合，打造具有配以工業(yè)厚重歷史底蘊(yùn)和復(fù)古元素風(fēng)格的展區(qū)環(huán)境。而古籍特藏書展、青春“聚變”學(xué)科競(jìng)賽成果展、核工業(yè)話劇《薔薇花開》藝術(shù)展等特色活動(dòng)，無(wú)一不彰顯著學(xué)校內(nèi)濃厚的核工業(yè)精神基因。
“我覺得本次活動(dòng)太有意義了！能夠零距離感受‘國(guó)之重器’，仿佛是跟隨先輩的足跡重走了一遍核工業(yè)之路，心中的自豪感油然而生，希望有越來越多的人能夠加入到這樣的活動(dòng)中來?！盋GTN記者鄭亦冰說道。
隨著落日余暉灑滿校園，“大國(guó)底氣從核來·重走核工業(yè)之路”媒體行活動(dòng)首條線路——從“一堆一器”到“核能‘三步走’”也圓滿畫上了句號(hào)。在這片承載著厚重歷史的土地上，核工業(yè)精神正在一代又一代青年人中接力傳承。大國(guó)底氣從何來？在本次重走核工業(yè)路之中，我們尋到了答案。
跟隨記者們的步伐
邱小姐也打卡了一遍西物院
這不，她的日記也來啦！
（王思淇 劉天 楊子康）
中國(guó)核工業(yè)官微
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