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可控核聚变研究突破引关注“亚博网页版登录”
时间:2021-05-19 00:53 点击次数:
本文摘要:最近,美国能源部(DOE)管辖的橡树岭国立研究所(ORNL)表示,利用超级计算机的超级产力和人工智能,解决了目前面临高效率核聚变规模化的最重要问题之一。人工智能需要有效预测核聚变反应等离子体的不稳定性。确保高效核聚变反应的预警时间,未来将提高效率。仍然高效的核聚变技术是世界各国竞相研究的热点之一。 核聚变反应是太阳能的主要来源,建立高效的核聚变装置将使人类有效利用这种能源,人工太阳的技术突破将为人类带来源源不断的清洁能源。

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最近,美国能源部(DOE)管辖的橡树岭国立研究所(ORNL)表示,利用超级计算机的超级产力和人工智能,解决了目前面临高效率核聚变规模化的最重要问题之一。人工智能需要有效预测核聚变反应等离子体的不稳定性。确保高效核聚变反应的预警时间,未来将提高效率。仍然高效的核聚变技术是世界各国竞相研究的热点之一。

核聚变反应是太阳能的主要来源,建立高效的核聚变装置将使人类有效利用这种能源,人工太阳的技术突破将为人类带来源源不断的清洁能源。从目前的科学进展来看,高效核聚变实验的最大挑战是建立高温核聚变等离子体的无缝能源供应。等离子体是高温离子和自由电子的混合体,在核聚变反应过程中构成高温等离子体,这就是核聚变反应的能量来源。

如何使等离子体保持稳定的能源生产状态是目前人类社会构建高效核聚变的重要组成部分。在最近的研究中,ORNL实验组利用超级计算机的超级算力,利用人工智能算法预测等离子体的活动,为未来核聚变装置的有效控制和优化奠定了基础。ORNL主张,在核聚变过程中,等离子体的破坏应瞬间再次发生,为保持等离子体的稳定性,采取早期预警和适当措施尤为重要。

该实验负责人BillTang目前特别是准确有效的预测,在核聚变等离子体崩溃之前确保足够的预警时间。研究人员应该利用这个事件来冷却等离子体或找到防止崩溃的方法。

一旦运用在实践中,未来将为科研人员获得充足的应急响应时间。据悉,该实验成果用于目前全球两大扭矩标记装置DII-D和欧洲铅环反应堆(JET)的现有实验数据。美国DII-D托卡马克设备于1980年建成,JEC于1983年建成,近几十年来高效核聚变研究的热度减少,全球7个国家参与的国际热核聚变实验反应堆(ITER)将于2025年开始等离子体实验。美国科普杂志《科学美国人》写道,利用高效核聚变反应,今后可以解决当前的全球气候变化问题。

核聚变能源将避免人类依赖化石能源,解决可再生能源不稳定的缺点。更重要的是,核聚变能源会像核裂变一样引起危险的放射性。同时,自然界没有大量核聚变所需的原料,海水中氢的同位素将是无穷无尽的。

高效核聚变是未来能源中最具潜力的一部分,近几个月来欧美国家也在大幅增加这一科研领域的投入。据英国《镜报》称,8月12日新卸任的英国首相鲍里斯约翰逊(BorisJohnson)表示,在中欧后,将为位于英国牛津的核聚变研究机构CulhamScienceCentre继续反对资金。英国宣布建欧洲以来,业界人士对英国未来的科学研究表示担忧,但一直反对强核建欧洲的鲍里斯最关注的是高效核聚变领域。CulhamScienceCentre是英国原子能管理局下属的科研机构,是国际核聚变研究机构ITER的核聚变研究工作。

据悉,多达350名科学家和工程师参与了该实验室项目,欧洲原子能共同体(Euratom)每年为该机构的核聚变研究确保了数千万英镑的研究经费,如果英国建立无协议的建设欧洲,可能需要拆除Euratom,科研经费可能面临中断。为此,鲍里斯在访问该研究所后立即宣布,将为英国科研超载电池维持该研究机构的资金来源,并为欧盟国家科学家取得慢速护照,以保障科研交流。另外,美国对核聚变研究的科研反对也有所减少。

今年7月末,位于美国圣地亚哥的托卡马克实验室DII-D宣布收到美国能源部1400万美元的科研费,这笔资金将反对今后开发、探索和维持高温核聚变等离子体的方法。美国科学部副部长PaulDabbar公开表示,核聚变仍然是世界上最值得期待的潜在能源之一。该项目将建立对核聚变反应堆稳定运行的研究,这将是核聚变走向可持续能源发展道路的最重要里程碑。


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