Kontrolowana technologia fuzji jądrowej to przyszła metoda energetyczna, która jest bardzo oczekiwana przez całą ludzkość i jest również znana jako ostateczne źródło energii ideału ludzkości. Jednak żaden kraj z powodzeniem go nie osiągnął.
W trakcie realizacji kontrolowanej laserowej fuzji jądrowej „serce” urządzenia laserowego kierowcy o dużej mocy-duże szklane neodymowe szkło, jest niezbędnym materiałem rdzeniowym. Jego kluczowa technologia masowej produkcji nazywana jest pierwszym z siedmiu cudów National Ignition Facility (NIF) Stanów Zjednoczonych. Hu Lili, zastępca dyrektora komitetu akademickiego Szanghajskiego Instytutu Optyki i Fine Mechanics of Chinese Academy of Sciences oraz badacz zaawansowanego laserowego szklanego lasera i optoelektronicznych materiałów funkcjonalnych.
Wchodząc do XXI wieku, Hu Lili i jej zespół rozpoczęły badania i rozwój nowego laserowego szkła oraz technologii ciągłej topnienia w celu wydajnej masowej produkcji szklanki neodymu o dużej wielkości laserowej neodymowej, rozwiązując wszystkie kluczowe problemy techniczne wymagane do masowej produkcji szkła neodymu o dużej wielkości. Szanghajski Instytut Optyki i Fine Mechanics stał się również pierwszą jednostką na świecie, która niezależnie opanowała technologię produkcji pełnej procesu laserowego szkła neodymowego.
W zeszłym roku zdobyła nagrodę NFMott, słynną nagrodę w dziedzinie międzynarodowych amorficznych materiałów, stając się pierwszym chińskim zwycięzcą nagrody od jej zakładu. W tym roku Hu Lili zdobył także nagrodę Prezydenta Międzynarodowego Stowarzyszenia Szklanego.
„Nasze badania zostaną ostatecznie zastosowane w praktyce, więc bardzo się cieszę, że mogę zacząć od podstawowych badań w laboratorium, a następnie zastosować wyniki badań”. Hu Lili powiedział niedawno w wywiadzie dla Yicai. Ujawniła również, że zespół wprowadza sztuczną inteligencję do badań i rozwoju New Glass w celu promowania innowacji paradygmatu w specjalnych badaniach szkła.
Serce fuzji laserowej
W miarę nasila się globalna konkurencja bezpieczeństwa energetycznego, układ głównych krajów na świecie w dziedzinie fuzji jądrowej został znacznie przyspieszony, a technologia międzynarodowej fuzji szybko się rozwijała. W grudniu 2022 r. Stany Zjednoczone z powodzeniem osiągnęły większą nadwyżkę energii w reakcjach fuzji jądrowej. Do tej pory Stany Zjednoczone osiągnęły sześć laserowych zapłonów fuzji nuklearnej.
W 2024 r. Ministerstwo nauki i technologii Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych oraz inne siedem działów wydało „opinie wdrażania na temat promowania innowacji i rozwoju przyszłych branż”, wskazując, że konieczne jest wzmocnienie badań i rozwoju kluczowych technologii dla przyszłej energii reprezentowanej przez fuzję jądrową. Realizacja zastosowania energii fuzyjnej jest ostatecznym celem trzyetapowej strategii mojego kraju „reaktora reaktora reaktora termicznego” dla rozwoju energii jądrowej.
W styczniu tego roku w pełni nadprzewodzące się urządzenie Tokamak East w moim kraju, znane jako „sztuczne słońce”, osiągnęło główne wyniki i z powodzeniem osiągnęło działanie w trybie wysokiej komponentu w trybie wysokiej wyokrętu w trybie długoterfinowującym, dając ludziom ponad 100 stopni na 1066 sekund.
Laser Drive to kolejny sposób na osiągnięcie fuzji jądrowej. Aby osiągnąć kontrolowaną fuzję jądrową napędzaną laserowo, potrzebujemy samokontrolującego laserowe szkło neodymowe. Ze względu na duże i wyjątkowo wysokie wymagania indeksowe, ciągłe technologia topnienia dużych laserowych szkła neodymowego podważa granice produkcji szkła optycznego i jest znana jako pierwsza z siedmiu cudów krajowego zakładu zapłonu Stanów Zjednoczonych. Stany Zjednoczone od sześciu lat współpracują z dwoma najlepszymi firmami szklanymi optycznymi w Niemczech i Japonii, aby osiągnąć ciągłe topienie dużego laserowego szkła neodymowego. Uważają, że ta technologia jest niezwykle trudna. Po zakończeniu dostawy szkła neodymu dla dwóch głównych urządzeń do fuzyjnej laserowej w Stanach Zjednoczonych i Francji, zdemontowali ciągłą linię topnienia dużych laserowych szkła neodymowego.
Dlatego podbicie technologii przygotowywania partii dużego szkła neodymowego stało się trudnym problemem, który Hu Lili i inni naukowcy naukowcy muszą rozwiązać pilnie.
Hu Lili wyjaśnił, że powodem, dla którego szklanka laserowa neodymowa jest „serce” laserowego fuzji jądrowej, jest to, że jest to specjalne szkło zawierające rzadkie jony luminescencyjne jony-neodym, które mogą generować lasery lub amplifikować energię laserową pod wzbudzeniem „światła pompowego” i jest „sercem” lasera. Wydajność laserowego szkła neodymu bezpośrednio określa energię wyjściową urządzenia laserowego. Jest to medium robocze laserowe z najwyższą energią wyjściową znaną ludzkości. W dużym naukowym laserowym urządzeniu do fuzji jądrowej znanego jako „sztuczne małe słońce” laserowe szkło neodymowe zawsze odgrywało niezastąpioną rolę.
Od ustanowienia Szanghajskiego Instytutu Optyki i Drobnej Mechaniki Chińskiej Akademii Nauk w 1964 r. Do końca XX wieku, zespół szklany neodymu laserowego neodymu reprezentowany przez naukowców Gan Fuxi i Jiang Zhonghong dokonał innowacji od zera w badaniach laserowych neodymu przez ponad 30 lat. Sakotennie opracowali krzemian laserowych neodymowych szkła, N21 i N31 laserowe szkło neodymowe, i dostarczyły podstawowe materiały robocze dla serii urządzeń „Shenguan” w moim kraju.
Od 2005 r. Hu Lili i jej zespół pracują nad czterema kluczowymi technologiami ciągłego topnienia, precyzyjnego wyżarzania, hemmingu i wykrywania od prawie dziesięciu lat w oparciu o badania podstawowe. Najtrudniejszą z nich jest ciągła technologia topnienia dużych laserowych szkła neodymowego. W 2012 r., Wraz ze wspólnymi wysiłkami wszystkich, w końcu pokonaliśmy trudności w ciągłym procesie topnienia, zaprojektowali i ustanowiliśmy pilotażową linię produkcyjną do ciągłego topnienia szklanki laserowej neodymu, zakończyliśmy integrację kluczowych technologii do ciągłego topnienia wielkości szklanki neodymu laserowego, a ostatecznie urzeczywistnili się procesu analomii i precyzyjnego urzeczywistnienia, i precyzyjnego procesu, i precyzyjnego procesu i funkcjonowania procesu. dużych laserowych szkła neodymu. Odpowiednie osiągnięcia zdobyły „Szanghajską nagrodę Special Invention Invention” w 2016 r., „National Technological Invention Drugi nagroda” w 2017 r. Oraz „wybitne nagrody naukowe i technologiczne Chin Academy of Sciences” w 2022 r.
„Spotkaliśmy wiele wyzwań w procesie badań, zwłaszcza w miarę zakłócania eksperymentu, jeden problem po drugim, i nie było innego sposobu. Mogliśmy tylko usiąść i sprawdzić literaturę i zacząć od bardzo podstawowych teorii. Na przykład, jakie zmiany będą miały zachowanie przepływu stopu podczas procesu tworzenia szkła. Ponadto każdy często pobiera dane dotyczące testu i rozumowania, a te nieudane dane o naszym sukcesie. Hu Lili powiedział dziennikarzom.
Rozwiązywanie potrzeb branży
Oprócz laserowego szkła neodymowego, Hu Lili dokonał również kluczowych przełomów w domieszkowanym przez Ytterbium dużego światłowca kwarcowego kwarcowego, kwarcowego kwarcowego domieszkowanego o dużej mocy i szkła kwarcowego o wysokim poziomie.
Przykładając na przykład światłowód laserowy o dużej mocy, ponieważ lasery światłowodowe używają światłowodu jako ośrodka laserowego, mają zalety idealnej jakości wiązki, wydajności ultra-wysokiej konwersji, beztrzymającej, wysokiej stabilności i niewielkiej wielkości. Ich zasięg aplikacji jest bardzo szeroki, w tym komunikacja światłowodowa, komunikacja na długich odległości laserowej, przemysłowe budownictwo statków i operacje chirurgiczne. Od początku XXI wieku lasery światłowodowe stopniowo zajmowały połowę rynku laserowego, ale niektóre produkty światłowodowe o dużej mocy są trudne do uzyskania na rynku międzynarodowym. Od 2011 r. HU Lili i jej zespół skupili się na trzech trudnych problemach wpływających na wydajność laserową, stabilność mocy i długoterminową niezawodność włókien laserowych o dużej mocy. W ciągu 8 lat objęli wiodącą w Chinach, aby przezwyciężyć kluczową technologię przygotowania masowego 10, 000- Watt Watt Fibers z dużym trybem.
Jako główny zbiór innowacji technologicznych, przedsiębiorstwa są bardziej wrażliwe na popyt na rynku.
„W 2018 r. Podszedł do nas zaawansowany technologicznie firma i zapytała, czy moglibyśmy pomóc w tworzeniu włókien laserowych o dużej mocy, ponieważ nie mogli kupować produktów na arenie międzynarodowej. W tym czasie przeprowadzaliśmy również badania w tej dziedzinie, więc zespół ściśle komunikował się z firmą, wielokrotnie iterował produkt i rozwiązał ich rzeczywiste potrzeby”. Hu Lili powiedział.
Przełom technologiczny wynoszący 10, 000- wat-klasę laserowego z komórki wat-wat, umożliwił wyposażanie laserów z włókna o dużej mocy w moim kraju, zmniejszając koszt produkcji laserów o dużej mocy. Od 2019 r. Zespół osiągnął sprzedaż bezpośredniej w wysokości ponad 200 milionów juanów i pośrednich korzyści ekonomicznych w wysokości ponad 1,8 miliarda juanów; Ponadto spełniał również pilne potrzeby laserów z włókna o dużej mocy w środowiskach kosmicznych.
Jeśli chodzi o przyszły układ badań, Hu Lili, który jest w branży od 38 lat, ma również nowe pomysły.
Jej zdaniem, wraz z rozwojem sztucznej inteligencji, paradygmat badań Glass należy pilnie zmienić. „Wprowadzamy sztuczną inteligencję do badań i rozwoju nowego szkła, a także budujemy platformę badawczą relacji struktury szklanej, obejmująca charakterystykę wydajności struktury szklanej, symulację dynamiki molekularnej i modelowanie wspomagane przez AI”. Wprowadziła, że ma nadzieję zbudować specjalną platformę relacji z struktury materiału szklanego, która integruje o wysokiej przepustowości przygotowania, modelowanie wspomagane przez AI i weryfikację charakterystyki strukturalnej w okresie „15. pięcioletniego planu”.
