由中国研制的世界最大的超导磁体,近日在法国安装成功,今天我们就来聊聊这个事儿。
首先我们来说什么是超导磁体?
超导大家一定都听说过,它指的是在一定的临界温度下,电阻会完全消失的一种材料。
超导磁体指的是,在低温下用具有高转变温度和临界磁场特别高的,第二类超导体制成线圈的,一种电磁体。它的主要特点是,无导线电阻产生的电损耗,也没有因铁芯存在而产生的磁损耗,具有很强的实用价值。
可能不太好懂,我们可以这样理解,超导磁体就是带有磁性的超导体。
超导磁体在直流电条件下运行,不会发生能量损失,可以通过强度很大的电流,产生巨大的磁场。另外它的磁性稳定,空间分布的磁场均匀度高,可以获得需要形态的磁场。
所以超导磁场在电工、交通、医疗、军工和科学实验领域,都有重要的现实作用和巨大的应用前景,例如采用超导磁体的磁共振成像设备已经得到广泛应用。
那为什么我国研制的吵到实体是在法国安装成功呢?
这是因为ITER在法国,ITER是全球最大核聚变装置。
能源对于人类的发展和延续起到决定性作用,试想有一天,石油采光了、煤烧没了,这个世界该怎么办。现在的人类,一天没有电,就会陷入恐慌。而太阳能发电、水力发电、风力发电现在所占的比重并不高,即便是核能发电也是如此。并且因为现在的核电站使用的都是核裂变技术,很不安全,想想切尔诺贝利和福岛。人类真的很难再承受几次核事故了。但是核能可以释放巨大的能力,所以如果能够开发区安全的核能技术,甚至可以一劳永逸地解决人类能源需求问题。
那么核聚变就变成了一个好的选择,可以肯定地说,利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。
那什么是核聚变?
简单的说,就是两个缴清的原子,通常是氘氚,合为一个氦原子,据推测,太阳就是依靠核聚变释放出巨大的能量。
核聚变有很明显的优势,一是原材料无处不在,例如海水里还有丰富的氢元素及其同位素,二是干净,不会产生放射性物质。
其实人类已经实现了不受控制的核聚变,例如氢弹。但显然,氢弹是无法用来发电的。所以,想要利用核聚变,就必须要控制核聚变的规模、速度,实现平稳、持续的输出能量。
例如使用著名的托卡马克型磁场对核聚变进行约束和控制,之前我提到过的中国人造太阳,中国环流器二号M装置,实际上使用的也是这种方法。
我们说回ITER。
前面我们说了,ITER是全球最大核聚变装置,所以必须使用超导磁体装置。
当年,我国战胜了欧盟、日本、俄罗斯等多个国家,在ITER超导磁体项目上竞标成功。
并且经过6年的自主创新,总重超过吨,外径超过11米的PF6线圈最终研制成功,PF6也是目前国际上重量最大、难度最高的超导磁体。
年3月,PF6由合肥始发,通过海运发往法国。克服了因为疫情导致的种种不利因素之后,经过长达3个月,跨度公里的海运之旅,于年6月26日顺利抵达交付目的地。
并于年12月29日,PF6线圈一次性通过所有验收测试项目。
那么刚刚又传来好消息,年4月22日,PF6线圈顺利安装到iter主机中,意味着PF6即将正式开始发挥其具备的重要作用。
可以说,PF6超导磁体的研制成功呢,不仅仅彰显了我国在超导磁体方面的技术能力,更是我国综合实力的体现。很明显,在人类探索可控核聚变的道路上,中国的力量将会发挥出极其关键的作用。
那么好,今天就到这儿,大家有什么想法可以留言讨论,记得