"人造太阳"EAST向人类能源终极梦想迈进

日前,中科院合肥研究院等离子体所EAST控制大厅里,有"人造太阳"之称的国家重大科技基础设施全超导托卡马克装置(中文名东方超环,简称EAST)再次创造新的世界纪录,实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行.     

人造太阳:难度超乎想像

进入3月,全球数千名从事核聚变研究的物理学家都在等待一份来自安徽合肥的实验报告。他们希望中国同行带来好消息,从而增强他们在不久的将来投入ITER(国际热核实验反应堆)建设的信心。这个实验,是对一个类似ITER核心装置的大型设备进行联合调试,以确定其是否能正常运转。在实验所在地中国科学院等离子体物理研究所,它被称为“先进超导托卡马克实验装置(英文缩写为EAST)”。50年来,在地球上模拟太阳内部的核聚变反应,并把产生的惊人能量稳定地输送到电站,一直是人类未能实现的梦想。但一些物理学家相信,这一天肯定会来临。他们希望通过…     

托卡马克装置中长脉冲高功率运行模式下钨偏滤器基础物理研究

可控聚变能是人类追求的一种清洁、安全、丰富的未来能源,其中磁约束核聚变研究主要采用托卡马克装置来开展。经过几十年的发展和实验验证,具有偏滤器位形的托卡马克已被国际上认证为实现聚变能最有可能的途径。当前,偏滤器靶板与等离子体强烈的相互作用是当前聚变研究面临的最为严峻的挑战,是我国全超导托卡马克装置EAST、国际热核聚变实验堆ITER亟待解决的难题。为此提出了解决这些难题的工作思路和重点研究内容。针对未来聚变堆稳态运行模式相关的偏滤器关键难题,在长脉冲时间尺度上深入开展高功率钨偏滤器运行的基础物理问题研究,实现对偏滤器热负荷和钨杂质的有效控制,并达到与芯部高性能等离子体的高效兼容,满足10～20 MW中性束及波加热条件下百秒量级长脉冲高约束模等离子体运行需求。同时探索钨偏滤器位形优化的新途径,提高钨偏滤器排热和排粒子能力,为未来聚变堆钨偏滤器运行和设计提供重要的物理参考。主要预期成果是明确钨偏滤器条件下基础物理过程及边界磁拓扑结构改变对偏滤器性能的影响,建立与高性能芯部等离子体兼容的先进偏滤器优化机制,以及在国际上率先实现长脉冲高热负荷条件下钨偏滤器热流分布的主动调控。     

中国环流器二号A核聚变装置等离子体温度达到5500万℃

在日前对核工业西南物理研究院的核聚变装置——中国环流器二号A进行的加热实验中,成功使其等离子体温度达到5500万℃,朝向上亿℃的核聚变点火温度又前进了一步。“十五”期间,在国防科工委、中国核工业集团公司的支持下,核工业西南物理研究院经过3年努力完成了“中国环流器二号A装置配套与完善建设项目”,使这一核聚变装置具备了更为强大的加热能力和时空分辨等离子体诊断系统,使实验装置研究水平上升到一个新的高度,具备了开展近堆芯等离子体物理实验的能力。该项目不久前已通过了国家验收。中国环流器二号A核聚变装置等离子体温度达到5…     

美国设计出新型聚变反应堆

<正>美国麻省理工学院科学家声称,他们已经设计出一种可实现商业规模应用的新型核聚变反应堆。据科学家介绍,命名为"ARC"核聚变反应堆是一种托卡马克式系统,即系统形似油炸圈饼,这种新型核聚变反应堆建成后可提供无穷无尽的能源,它能提供比以往其他大型反应堆更多的能量,比如电影《钢铁侠》中托尼·斯塔克所使用的核反应堆。作为最有前途的"ARC"核聚变反应堆利用氘和氚两种氢原子。科学家首先将氘和氚注入反应堆的环形真空室,燃料在其中被加     

氮化铝陶瓷与铜界面传热计算机仿真

固体界面热阻是航空航天、低温与超导、微电子技术等领域中关注解决的基本科学问题,氮化铝陶瓷和金属铜被广泛应用于低温超导装置和集成电路芯片.该文基于氮化铝陶瓷与金属铜样品之间界面热阻的低温实验,应用MATLAB软件对实验数据进行回归分析,建立了氮化铝陶瓷与铜之间界面热阻与温度、压力等参数的回归分析仿真模型,仿真结果与实验数据有较好的一致性.该文研究结果对氮化铝陶瓷、铜应用于超导装置和集成电路芯片的传热设计、空间热控制具有重要意义.     

中国参与铜氧化物超导体国际竞争的进程及影响北大核心CSCD

1986—1987年,出现了一场研究铜氧化物超导体的国际热潮。以赵忠贤为代表的中国超导物理学家在这场热潮中取得了“发现液氮温区铜氧化物超导体”的国际一流成果。通过对蔡建华给国内信函和中国科学院物理研究所档案等新史料的发掘,本文梳理了1986年之前中国的高温超导研究状况、1986—1987年间铜氧化物超导体研究信息在中国的传播过程以及由此引发的科学研究历程,并对该研究取得重大突破的原因及影响进行了分析。学科带头人较强的学科前瞻性意识和科研组织能力、科技部门领导对超导学科的长期支持以及畅通的国际学术交流渠道是中国能够发现液氮温区超导体的主要原因。该成果令中国的超导研究获得了国际关注,并直接促成超导国家重点实验室的建立,是中国超导物理学发展历程中的一座里程碑。     

国际热核聚变实验堆计划——从倡议到实施

经国务院批准，时任科学技术部部长徐冠华率领由科学技术部、外交部、国防科学技术工业委员会、中国科学院和中国核工业集团公司组成的中国代表团于2006年11月21日出席了在法国总统府爱丽舍宫举行的国际热核聚变实验堆（ITER）计划协定文件的正式签署仪式。ITER各方代表共同签署了《建立ITER国际聚变能组织联合实施国际热核聚变实验堆计划协定》（简称《组织协定》），除美国外的其它六方还签署了《联合实施国际热核聚变实验堆计划ITER国际聚变能组织特权和豁免协定》（简称《特豁协定》）。     

二维新型量子体系的设计、物性探测及调控研究进展

作为一种典型的受限小量子体系,二维量子体系具有丰富的物理规律和新奇的物理效应,是探索低维物理和开展量子调控的理想材料体系。本文重点介绍新型小量子体系的理论研究和计算模拟,二维新型材料体系的构筑、物性探测与调控,新型理论计算方法和前沿实验技术的开发等方面的研究进展。在理论方面,发现二维材料激发态的普适性规律,揭示拓扑/超导体系中的演生超对称,发展第一性原理非线性光学计算方法;在实验方面,在铁基超导薄膜的制备和量子序的研究、准晶石墨烯的电子结构和石墨烯的手征对称性破缺的实现、氧化物薄膜及二维材料的离子调控等方面取得重要进展,并发展高分辨扫描超导量子干涉器等。这些原创性科学研究加深了人们对复合二维量子体系丰富量子态和新奇物理现象的理解,增强了我国在小量子体系制备、物性探测与调控方面的国际影响力。     

国家发改委批复“强磁场实验装置”立项建议书

国家发展和改革委员会日前批复了“强磁场实验装置”重大科技基础设施项目立项建议书。该项目将建立20—40万高斯稳态强磁场装置和50—80万高斯脉冲强磁场装置,建成具有国际先进水平、可为众多学科领域的科学研究提供强磁场极端实验环境和测试手段的大型综合科学实验装置,成为与美国、法国、荷兰、日本强磁场实验室并列的世界五大强磁场科学中心之一,其对于提升我国相关前沿学科的基础研究水平、带动相关新兴高技术产业的发展具有重要意义。该项目由中科院合肥物质科学研究院和华中科技大学联合承担,其中,中科院合肥物质科学研究院承担稳态…     

香山科学会议第501、S21、502—505次学术讨论会简述

<正>2014年6月17日至2014年9月26日,香山科学会议陆续召开了主题为:"基于地面大型望远镜和空间设备的射电光谱学"、"中国射电天文学发展与平方公里阵列望远镜(SKA)"、"我国核物理和核科学装置发展研讨"、"网络社会集群行为的多学科探究"、"雾霾颗粒物的健康效应"、"超导技术在未来电网中的应用"的第501、S21、502—505次学术讨论会。     

超导物理学的发展(1911—1957)

一、引言自从1911年卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes 1853—1926)发现超导电性以来,超导物理学已经有七十多年的历史了。目前,就我们所见,专门论述超导物理学史的文章主要有巴丁(John Bardeen,1908—)的《超导电性研究的历史》、《超导电性概念的发展》,弗勒里希(Herbert Frohlich)的《超导理论的历史》等文章。但以上文章均出自物理学家之手,且多以个人的观点出发,对一些历史发展的叙述不够清楚、全面。本文则是     

美公布核聚变计划

<正>美国政府的科学家们计划创造一颗"罐子中的恒星",在地球上通过核聚变产生能量的方式复制出太阳和其他恒星。如果成功的话,人类将再也不需要依赖化石燃料来产生电力了。新一代核聚变设备美国能源部普林斯顿等离子体实验室的物理学家们近日在发表的论文中,公布了他们研发新一代核聚变设备的计划。"我们希望能为未来的发电厂提供新的     

利益争夺中的冷核聚变

物理学界罕见的争议事件所谓“冷核聚变”,自然是针对“热核聚变”而言的。核裂变能释放出巨大能量,这个过程最初被用来制造杀人武器原子弹,后来发展到可以控制并使之缓慢持续释放能量的程度,总算可以有和平用途了,这就是今天争议相当激烈的核电技术。但是核聚变能释放出更大的能量,这个过程至今还只能用     

激光核聚变点火成功 “人造太阳”指日可待？

<正>当地时间2022年12月5日，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）开展这项实验，“奇迹”发生了。激光束为圆柱体提供2.05兆焦耳的能量后，输出了3.15兆焦耳的核聚变能量。当192束超高能量的激光束同时轰击一颗胡椒粒大小、装有氘和氚元素的圆柱体时，会产生什么结果?当地时间2022年12月5日，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）开展这项实验，“奇迹”发生了。激光束为圆柱体提供2.05兆焦耳的能量后，输出了3.15兆焦耳的核聚变能量。12月13日上午，     

高灵敏度铷原子磁力仪

高灵敏度磁力仪作为测量极其微弱磁场的重要工具,不论在生物医学、空间与地球物理、工业检测还是军事方面都有着广泛应用。目前使用的超高灵敏度磁力仪主要有超导量子干涉器件（SQUID）磁力仪和原子磁力仪等。但是超导量子干涉磁力仪装置复杂、对工作环境要求高。     

我国建成国际领先的超高功率飞秒激光装置并稳定运行用于前沿学科研究

输出功率高达300TW(1TW=1012W)的超高功率飞秒钛宝石激光装置SILEX-Ⅰ于2004年初在四川绵阳中国工程物理研究院建成,几年来一直稳定运行用于实验研究,成为我国相关前沿学科研究的创新平台,是目前世界上能够稳定运行的最高功率飞秒激光装置,吸引了许多国内外著名科学家合作研究,取得了令国际学术界瞩目的研究成果.     

ITER模拟研究国际研讨会在北京大学召开

可控核聚变是解决人类未来能源问题的重要途径。国际热核聚变试验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER）研究计划是开发和利用这一新能源的一项重要的国际合作，其实验堆选址位于法国马赛附近的卡达拉奇（Cadorach），总投资达上百亿欧元，由欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方共同参与，中国将贡献ITER计划总投资的9％。2006年5月24日，参加ITER计划合作的七方代表经过4年多的谈判后草签了与该计划有关的一系列合作协议，这标志着ITER计划开始启动。目前，中国已将ITER合作列入国家中长期科技发展规划，并将同时加强国内的相关基地建设和人才培养。     

当代中国杰出的物理学家王淦昌

今年是当代中国杰出的物理学家王淦昌先生诞生八十周年。王淦昌先生不仅在粒子物理学方面作出了重大的发现和贡献,而且也为独立自主地发展我国的核武器立下了不朽的功勋,近年来他进行着惯性约束核聚变的研究。他以广博精深的学识,严谨的学风,坚持真理的科学精神,爱祖国、爱人民、申张正义、乐于助人的崇高品格教育熏陶了几代人。他确实不愧为我国科学工作者学习的典范。     

那些年的室温超导疑云后来都怎么样了？

1.近年来，关于室温超导的报道层出不穷，但各种实验和理论计算的结果却存在差异。2.很多所谓的室温超导体最终都无法得出定论，被戏称为“不明超导体”。3.韩国团队最近的研究再次引发了室温超导的关注，但结果仍存在争议。4.在过去的几十年中，已经有多次声称发现室温超导体的例子，但都未能得到广泛验证。5.室温超导的到来将带来巨大的改变，但探索的道路可能漫长而艰辛。