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托起中國的人造太陽 走到了世界前列(圖)

畢馨晟




中國建造全球最大單口徑電波望遠鏡。

【人民報消息】(人民報記者畢馨晟綜合報導)我們確定讓中華民族崛起是上天的旨意,所以中國在科技方面突飛猛進。不是人突然變的聰明,而是歷史的需要。

◎中國建造全球最大單口徑電波望遠鏡竣工啟用

《人民日報》9月17日在推特(twitter)上公布,位於貴州省平塘天文科學文化園區內的「無線電望遠鏡」FAST,是目前世界上最大的單口望遠鏡,在9月25日正式啟用探索宇宙深處的奧秘。

位於貴州平塘縣大窩窞的世界最大單口徑射電望遠鏡「FAST」從2008年起開始建造。「FAST」由4450片三角形反射面組成,直徑長達500公尺,相當於30個足球場寬,可稱為貴州的「天眼」。

「FAST」被外界稱為「中國天眼」,在9月17日的一次觀測中,FAST望遠鏡成功接收到一組來自1,351光年外一顆脈沖星發出的高質量脈沖星信號。

在這之前,世上最大電波望遠鏡有兩個,一個是號稱「地面最大的機器」的德國波昂100公尺望遠鏡,另一個是被評為人類20世紀十大工程之首的美國阿雷西波(Arecibo)300公尺望遠鏡。

新華社報導稱,FAST將在未來10至20年保持世界一流設備的地位。據報導,FAST項目除了供中國科學家使用外,未來2至3年,會開放給國外的科學家。FAST由中國科學院國家天文臺主持建設,從概念到選址再到建成,耗時22年。FAST將和中國其它5座電波望遠鏡組成天眼群。

習近平也致信祝賀指出,FAST被譽為「中國天眼」,是具有大陸智慧財產權、世界最大單口徑、最靈敏的電波望遠鏡。它的落成啟用,有助大陸在科學尖端領域實現原創突破、加快創新驅動發展。

◎5000萬度,是中國「人造太陽」的溫度




「人造太陽」使中國進入世界前列。

在安徽合肥的董鋪水庫,有一個世外桃源般的小島,它叫科學島,幾乎所有的島民都是中科院的科研人員,他們正潛心鑄造著被稱為「人造太陽」的核聚變實驗裝置。

據絲路明珠網報導,6000度,是地球核心的溫度;1,500萬度,是太陽核心的溫度;5,000萬度,是中國「人造太陽」的溫度。今年年初,在安徽合肥西郊的「科學島」上,李建剛和他的同事們,實現了人類歷史上第一次5,000萬度持續放電100秒的奇蹟。

中科院等離子體所研究員、中國工程院院士李建剛說︰太陽是自然界存在的,我們就是要在地球上來模擬太陽這個過程,為未來提供更大的能源。

李建剛是「科學島」上的一名「資深島民」,在島上從事核聚變實驗已經30多年。這個看著像個3層樓高的大鍋爐,就是李建剛和同事們研制的「人造太陽」核聚變裝置。「國際熱核聚變實驗堆」計劃是目前全球僅次於國際空間站的全球大科學工程計劃,旨在為人類持續提供可替代的清潔能源。

1982年,從哈工大船舶核動力專業畢業後,李建剛就來到了科學島上,將製造「人造太陽」作為自己終生的職業。34年來,李建剛就在這個方圓3平方公里的小島上,一步步接近這個天方夜譚般的夢想。實現夢想的第一步,就是要把「人造太陽」持續加熱到上億度,這也是李建剛和同事們必須攻克的首個難關。

李建剛說︰家裡的微波爐只有500瓦,我們這兒的微波爐是全世界最大的,是10兆瓦,就比家裡的微波爐大兩萬倍。所以你家裡的只能點到比如說幾十度到幾百度,我們這兒就能到幾百萬度、幾千萬度。我們所有的技術指標都是世界上最高參數的。

做世界最好的,始終是「人造太陽」核聚變團隊的目標。李建剛在島上的30多年,也是我國核聚變研究飛速發展的30多年。從上世紀80年代至今,經過三代科學家的努力,我國核聚變裝置已經更換了4種。

李建剛︰當年的話呢,用400萬人民幣生活用品,就是羽絨服、皮夾克、牛仔褲加上一些瓷器跟蘇聯人去換了這麼一個裝置。

◎托起中國的人造太陽,走到了世界前列

1990年,我國從蘇聯引進並改造建成了我國首臺超導托卡馬克核聚變實驗裝置,從引進到模仿,再從消化吸收到自主設計。34年來,李建剛和他的前輩們一點點托起中國的人造太陽,走到了世界前列。

李建剛︰國外的科學家一年有四五千個,就幾乎每天都有一大堆人在我們這兒一起做實驗。那麼這個跟30年前我帶著方便麵到國外去求學,那正好就反過來,就反過來。作為中國的科學家,還是感到很自豪,因為很多東西只有在這兒才能做,其它地方做不了。

5,000萬度100秒的持續放電,標誌著我國在磁約束核聚變研究領域繼續走在國際前列。現在,李建剛和同事們的目標是把等離子體加熱到一億度並持續放電1,000秒,實現這個目標也就意味著核聚變發電可以從實驗室走向真正的應用。

人造太陽的雄心,註定需要超乎常人想象的意志。長時間維持一億度的高溫,相當於把太陽搬到了室內。要把這個堪比太陽的火球牢牢控制在裝置內,而不對周邊造成破壞,難度可想而知。

李建剛︰這個太陽是被磁場懸浮起來的,那麼這個磁場也是特殊的磁場,我們叫超導磁場。就是要在降到零下269度的這個磁場,把一個上億度的東西懸浮起來,這是你可以想象出來,就是地球上兩個極端,最冷的和最熱得要放在一起了。一旦懸浮起來以後,它基本上就可控了。

一個個難題的攻克,並不意味著接下來就是一路坦途。一次實驗後,「人造太陽」內部構件被高溫燒壞。

中國科學院等離子體物理研究所研究員姚達毛︰今天要人進去,去檢查這個內部構件去。破損的我們全部給它換掉。

在停機檢查的過程中,記者帶上防護面具,跟隨工作人員進入到了裝置最核心的真空室內部。

姚達毛︰如果看到這個顏色有黑的,變白的這都是不正常的,偏濾器表面的這個溫度,就是我們比火箭的噴口的那個熱流密度還高得多。

經過一週不分晝夜的檢修,「人造太陽」中燒壞受損的部件全部被更換一新,李建剛和同事們再次向一億度持續放電1,000秒這個目標發起了衝刺。

中科院等離子體所研究員、中國工程院院士李建剛︰仍然還有一些技術上的挑戰,我們沒有徹底解決,我們已經做了50年。不是我們這些人很笨,因為的的確確這件事情太難了,它不但是上世紀100個重大的難題,而且是本世紀仍然是一個難題。

從初上科學島時的年輕小夥,到現在「人造太陽」的領軍人物。34年來,科學島外的世界急劇變化,島上的櫻花開了又謝,李建剛的夢想卻從未改變。

李建剛︰作為一個聚變科學家,我覺得很幸運,怎麼叫幸運?就是它把人類的夢想,國家的需求和我們科學家的興趣,非常有機地結合在一起…我們想無論是老一代科學家,我這一代還是下面這一代,都有一個夢想,而且都拚命想做,就是第一個發電的聚變的電站,一定必須在中國。

34年時間,超過20萬次的實驗,「人造太陽」正在繼續加熱,向一億度1000秒衝刺……

我們相信,如果上天允許人類有發電的聚變的電站,那第一個電站一定在中華民族生息的地方。△


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