据华西都市报10月23日讯:一个集结了包括中国在内的30多个国家的顶尖科学家,目前世界上最大的科学合作工程——国际热核聚变实验堆计划(简称“ITER”)正在有条不紊地进行着。由于项目模拟自太阳内部的核聚变原理,这个工程还有一个更加形象的名字:“人造太阳”, 以当前项目的进度速度来评估,中国预计将于2050年实现商业化应用。
人造太阳是一个多国联合攻关的国际热核聚变实验堆计划(简称“ITER”)。ITER实验堆建在法国,建造预算约55亿美元;技术方面,中国承担其中约10%的研发制造任务——由核工业西南物理研究院、中科院等离子体物理研究所等单位科学家具体承担。其中,位于成都的核工业西南物理研究院承担了其中约一半部件研发的重任。
托卡马克核聚变能源来自氢的同位素,氘和氚的剧烈反应,一公升海水里提取出的氘,完全聚变反应可释放相当于燃烧300升汽油的能量。目前,科托卡马克装置的温度已升至5500万℃,这是迄今为止国内装置达到的最高温度。“要实现受控核聚变反应,必须达到上亿摄氏度以上的高温,以及足够高的密度等,如果因某种原因导致条件不能满足,聚变反应就会停止。
在ITER中,钨被国际原子能机构认为是今后核聚变装置最有前途的面对等离子体第一壁材料,不单如此,钨合金偏滤器也是ITER的关键部件之一。
什么是第一壁?实验装置中的聚变物质时刻释放着高强度的热辐射。核心区最高温度能达到1亿摄氏度,如果材料性能不佳,要么就被高温瞬间融化,要么就会让反应堆这座锅炉熄灭。中国科学家说,要构建起“人造太阳”的核心,需要特殊的材料筑起一道“防火墙”,来抵御装置内部上亿摄氏度的高温环境。
在2006年,业内普遍认为“铍”是最佳选择,世界上拥有这种材料的高纯度提取和制造工艺技术的国家中,美国处于技术垄断地位,高纯度“铍”一公斤对外销售在一百万元人民币以上。由于材料的稀缺性,美国只是少量出售,有钱还买不到。从那时起,中国团队开始致力于研发国产的第一壁材料,经过长达十年的研究,新型特殊材料终于问世,并将美国垄断价格降低了90%。
是什么材料让美国材料垄断价格降低了90%?这种新型特殊材料就是以钨为基础的钨基合金材料。这里小编要科普一下,最早的人造太阳第一壁材料的选择有碳、铍和钨,但为什么我们选钨呢?
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