It-teknoloġija tal-fużjoni nukleari kkontrollata hija metodu ta 'enerġija futur li huwa antiċipat ħafna mill-umanità kollha, u huwa magħruf ukoll bħala s-sors ta' enerġija aħħari tal-ideal tal-umanità. Madankollu, l-ebda pajjiż ma kisebha b'suċċess.
Fil-proċess tar-realizzazzjoni tal-fużjoni nukleari kkontrollata bil-lejżer, il- "qalb" tal-apparat tas-sewwieq tal-lejżer b'qawwa għolja - ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer b'daqs kbir, hija materjal tal-qalba indispensabbli. It-teknoloġija ewlenija tagħha għall-produzzjoni tal-massa tissejjaħ l-ewwel waħda mis-seba 'għeġubijiet tal-Faċilità Nazzjonali tal-Ignition (NIF) ta' l-Istati Uniti. Hu Lili, deputat direttur tal-Kumitat Akkademiku tal-Istitut ta 'l-Ottika ta' Shanghai u l-Mekkanika tal-Fine ta 'l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniżi u r-Riċerkatur tad-Dipartiment tal-Materjali Funzjonali tal-Laser Avvanzat u l-Optoelettroniku, u t-tim ta' riċerka tagħha huma r-riċerkaturi li għelbu t-teknoloġija ewlenija għall-produzzjoni tal-massa ta 'ħġieġ tan-neodymju ta' daqs kbir.
Meta daħlu fis-seklu 21, Hu Lili u t-tim tagħha bdew ir-riċerka u l-iżvilupp ta 'ħġieġ tal-lejżer ġdid u t-teknoloġija kontinwa tat-tidwib għall-produzzjoni tal-massa effiċjenti ta' ħġieġ tan-neodymium tal-lejżer kbir, biex issolvi l-problemi tekniċi ewlenin kollha meħtieġa għall-produzzjoni tal-massa ta 'ħġieġ tan-neodymium ta' daqs kbir. L-Istitut ta 'l-Ottika ta' Shanghai u l-Mekkanika Fine sar ukoll l-ewwel unità fid-dinja biex tikkontrolla b'mod indipendenti t-teknoloġija tal-produzzjoni tal-proċess sħiħ tal-komponenti tal-ħġieġ tan-neodimju bil-lejżer.
Is-sena l-oħra, hija rebħet il-Premju NFMOTT, premju famuż fil-qasam tal-Materjali Amorfu Internazzjonali, li saret l-ewwel rebbieħ Ċiniż tal-premju mill-istabbiliment tagħha. Din is-sena, Hu Lili rebaħ ukoll il-Premju tal-President tal-Assoċjazzjoni Internazzjonali tal-Ħġieġ.
"Ir-riċerka tagħna eventwalment tiġi applikata fil-prattika, u għalhekk ninsab kuntent ħafna li nibda minn riċerka bażika fil-laboratorju u mbagħad inpoġġi r-riżultati tar-riċerka f'applikazzjoni." Hu Lili qal f'intervista ma 'Yicai reċentement. Hija żvelat ukoll li t-tim qed jintroduċi l-AI fir-riċerka u l-iżvilupp ta 'ħġieġ ġdid biex jippromwovi l-innovazzjoni tal-paradigma fir-riċerka speċjali tal-ħġieġ.
Il-qalba tal-fużjoni tal-lejżer
Hekk kif il-kompetizzjoni globali tas-sigurtà tal-enerġija tintensifika, it-tqassim ta 'pajjiżi ewlenin fid-dinja fil-qasam tal-fużjoni nukleari ġie aċċellerat b'mod sinifikanti, u t-teknoloġija tal-fużjoni internazzjonali żviluppat malajr. F'Diċembru 2022, l-Istati Uniti kisbu b'suċċess surplus akbar ta 'enerġija f'reazzjonijiet ta' fużjoni nukleari. S’issa, l-Istati Uniti kisbu sitt ignitions tal-fużjoni nukleari bil-lejżer.
Fl-2024, il-Ministeru tax-Xjenza u t-Teknoloġija, il-Ministeru tal-Industrija u t-Teknoloġija tal-Informazzjoni u seba 'dipartimenti oħra ħarġu b'mod konġunt l- "opinjonijiet ta' implimentazzjoni dwar il-promozzjoni tal-innovazzjoni u l-iżvilupp ta 'industriji futuri", li jindikaw li huwa meħtieġ li tissaħħaħ ir-riċerka u l-iżvilupp ta' teknoloġiji ewlenin għall-enerġija futura rappreżentata mill-fużjoni nukleari. Ir-realizzazzjoni tal-applikazzjoni tal-enerġija mill-fużjoni hija l-għan aħħari tal-istrateġija fi tliet stadji ta 'pajjiżi ta' "reattur termali tar-reatturi-fużjoni tar-reatturi" għall-iżvilupp tal-enerġija nukleari.
F'Jannar ta 'din is-sena, l-apparat Tokamak East ta' pajjiż kompletament superkonduttiv, magħruf bħala "Sun Artifical", kiseb riżultati kbar u kiseb b'suċċess il-modalità ta 'konfinament għoli fi stat stabbli ta' l-operazzjoni fil-plażma ta 'aktar minn 100 miljun grad għal 1066 sekonda, għal darb'oħra toħloq rekord dinja ġdida għall-operazzjoni ta' konfinament għoli tal-mod ta 'konfinament għoli ta' l-apparat ta 'BoKamak.
L-isforz bil-lejżer huwa mod ieħor biex tinkiseb fużjoni nukleari. Sabiex tinkiseb fużjoni nukleari kkontrollata bil-lejżer, għandna bżonn ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer ikkontrollat minnu nnifsu. Minħabba d-daqs kbir tagħha u r-rekwiżiti ta 'indiċi ta' prestazzjoni estremament għolja, it-teknoloġija kontinwa ta 'tidwib ta' daqs kbir tal-ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer tikkontesta l-limiti tal-manifattura tal-ħġieġ ottiku u hija magħrufa bħala l-ewwel waħda mis-seba 'għeġubijiet tal-Faċilità Nazzjonali tal-Ignition ta' l-Istati Uniti. L-Istati Uniti ħadmu ma 'żewġ kumpaniji tal-ħġieġ ottiku l-aqwa fil-Ġermanja u l-Ġappun għal sitt snin biex jiksbu tidwib kontinwu ta' ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer daqs kbir. Huma jemmnu li din it-teknoloġija hija diffiċli ħafna. Wara li temmew il-provvista ta 'ħġieġ tan-neodimju għaż-żewġ apparati ewlenin tal-fużjoni bil-lejżer fl-Istati Uniti u Franza, huma żarmaw il-linja ta' tidwib kontinwa ta 'ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer daqs kbir.
Għalhekk, li tirbaħ it-teknoloġija tal-preparazzjoni tal-lott ta 'ħġieġ ta' daqs kbir tan-neodymium saret problema diffiċli li Hu Lili u riċerkaturi xjentifiċi oħra għandhom bżonn isolvu b'mod urġenti.
Hu Lili spjega li r-raġuni għaliex il-ħġieġ tal-lejżer tan-neodimju huwa l- "qalb" tal-fużjoni nukleari bil-lejżer hija li hija ħġieġ speċjali li fih joni rari tad-dinja luminexxenti-neodymium, li jistgħu jiġġeneraw lejżers jew jamplifikaw l-enerġija tal-lejżer taħt l-eċċitazzjoni ta '"dawl tal-pompa" u hija l- "qalb" tal-laser. Il-prestazzjoni tal-ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer tiddetermina direttament l-enerġija tal-ħruġ tal-apparat tal-lejżer. Huwa l-mezz tax-xogħol bil-lejżer bl-ogħla enerġija tal-ħruġ magħrufa mill-umanità. Fl-apparat xjentifiku kbir tal-fużjoni nukleari tal-lejżer magħruf bħala l- "Sun Little Artifiċjali", il-ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer dejjem kellu rwol insostitwibbli.
Mit-twaqqif tal-Istitut ta 'l-Ottika ta' Shanghai u l-Mekkanika Fine ta 'l-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi fl-1964 sal-aħħar tas-seklu 20, it-tim tal-ħġieġ tal-laser neodymium irrappreżentat mill-akkademiċi Gan Fuxi u Jiang Zhonghong għamel innovazzjonijiet mill-bidu fir-riċerka tal-laser tal-ħġieġ tan-neodymium għal aktar minn 30 sena. Huma żviluppaw suċċessivament il-ħġieġ tan-neodimju tas-silikat, N21 u N31 fosfat tal-ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer, u pprovdew materjali tax-xogħol ewlenin għas-serje ta 'apparati "Shenguan" ta' pajjiżna.
Mill-2005, Hu Lili u t-tim tagħha ilhom jaħdmu fuq l-erba 'teknoloġiji ewlenin ewlenin ta' tidwib kontinwu, ttremprar ta 'preċiżjoni, Hemming, u skoperta għal kważi għaxar snin ibbażati fuq riċerka bażika. L-iktar diffiċli minn dawn hija t-teknoloġija kontinwa tat-tidwib tal-ħġieġ tan-neodimju tal-lejżer daqs kbir. Fl-2012, bl-isforzi konġunti ta 'kulħadd, fl-aħħar aħna għelbu d-diffikultajiet fil-proċess ta' tidwib kontinwu, iddisinjaw u stabbilixxew linja ta 'produzzjoni pilota għat-tidwib kontinwu tal-ħġieġ tan-neodymium bil-lejżer, lestejna l-integrazzjoni ta' teknoloġiji ewlenin għal tidwib kontinwu ta 'ħġieġ ta' neodimju ta 'daqs kbir, u fl-aħħar irrealizzaw l-integrazzjoni u l-konnessjoni ta' teknoloġiji ewlenin għall-katina kollha ta 'teknoloġija kontinwa, ittestjar L-ittemprar ta 'ħġieġ tan-neodymium tal-lejżer daqs kbir. Il-kisbiet rilevanti rebħu l- "Shanghai Technological Invention Special Award" fl-2016, it- "Premju Nazzjonali tal-Invenzjoni Teknoloġika" fl-2017, u l- "Premju Xjentifiku u Teknoloġiku Pendenti tal-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi" fl-2022.
"Aħna niltaqgħu ma 'ħafna sfidi fil-proċess ta' riċerka, speċjalment hekk kif l-esperiment mexa 'l quddiem, problema waħda wara li kienet esposta l-oħra, u ma kien hemm l-ebda mod ieħor. Nistgħu niltaqgħu biss u nivverifikaw il-letteratura u nibdew minn teoriji bażiċi ħafna. Pereżempju, liema bidliet se jkollhom l-imġieba tal-fluss tat-tidwib tal-ħġieġ waqt il-proċess li jiffurmaw il-ħġieġ. Barra minn hekk, kulħadd spiss jieħu d-dejta tat-test għad-diskussjoni u dawn id-dejta falla huma s-suċċess tagħna." Hu Lili qal lill-ġurnalisti.
Issolvi l-bżonnijiet tal-industrija
Minbarra l-ħġieġ tan-neodimju bil-lejżer, HU Lili għamel ukoll skoperti ewlenin fil-fibra tal-kwarz tal-modalità kbira tal-Ytterbium-doped, fibra tal-kwarz b'qawwa għolja tad-neobja u ħġieġ tal-kwarz ta 'purità għolja.
Meta jieħdu fibra tal-lejżer b'qawwa għolja bħala eżempju, peress li l-lejżers tal-fibra jużaw il-fibra ottika bħala mezz tal-lejżer, huma għandhom il-vantaġġi tal-kwalità tad-negozju ideali, effiċjenza ta 'konverżjoni ultra-għolja, ħielsa mill-manutenzjoni, stabbiltà għolja u daqs żgħir. Il-firxa ta 'applikazzjoni tagħhom hija wiesgħa ħafna, inkluża l-komunikazzjoni tal-fibra bil-lejżer, komunikazzjoni fuq distanza twila tal-lejżer, bini ta' vapuri industrijali u operazzjonijiet kirurġiċi. Mill-bidu tas-seklu 21, il-lejżers tal-fibra kienu jokkupaw gradwalment nofs is-suq tal-lejżer, iżda xi prodotti tal-fibra tal-lejżer b'qawwa għolja huma diffiċli biex jinkisbu mis-suq internazzjonali. Mill-2011, Hu Lili u t-tim tagħha ffukaw fuq it-tliet kwistjonijiet diffiċli li jaffettwaw l-effiċjenza tal-lejżer, l-istabbiltà tal-enerġija u l-affidabbiltà fit-tul tal-fibri tal-lejżer b'qawwa għolja. Fi 8 snin, huma ħadu t-tmexxija fiċ-Ċina biex jegħlbu t-teknoloġija ewlenija tat-tħejjija tal-massa ta '10, 000- Watt Ytterbium doped mod kbir ta 'fibri tal-mod.
Bħala l-korp ewlieni ta 'innovazzjoni teknoloġika, l-intrapriżi huma aktar sensittivi għad-domanda tas-suq.
"Fl-2018, kumpanija ta 'teknoloġija għolja avviċinatna u staqsiet jekk nistgħux ngħinuhom jagħmlu fibri tal-lejżer b'qawwa għolja minħabba li ma setgħux jixtru prodotti internazzjonalment. Dak iż-żmien, konna qed nagħmlu wkoll riċerka f'dan il-qasam, u għalhekk it-tim ikkomunika mill-qrib mal-kumpanija, iterat ripetutament il-prodott, u solva l-bżonnijiet attwali tagħhom." Hu Lili qal.
L-avvanz teknoloġiku ta '10, 000- fibra tal-lejżer tal-klassi tal-watt ytterbium ippermettiet il-lejżers tal-fibra ta 'enerġija għolja ta' pajjiżna biex ikunu mgħammra b '"qlub" domestiċi, li jnaqqsu l-ispiża tal-manifattura ta' lasers ta 'enerġija għolja. Mill-2019, it-tim kiseb bejgħ dirett ta 'aktar minn 200 miljun wan u benefiċċji ekonomiċi indiretti ta' aktar minn 1.8 biljun wan; Barra minn hekk, issodisfa wkoll il-bżonnijiet urġenti ta 'lejżers tal-fibra b'qawwa għolja f'ambjenti spazjali.
Fir-rigward tat-tqassim tar-riċerka futura, Hu Lili, li ilu fl-industrija għal 38 sena, għandu wkoll ideat ġodda.
Fl-opinjoni tagħha, bl-iżvilupp tal-AI, il-paradigma tar-riċerka tal-ħġieġ teħtieġ li tinbidel b'mod urġenti. "Aħna qed nintroduċu l-AI fir-riċerka u l-iżvilupp ta 'ħġieġ ġdid, u qed nibnu wkoll pjattaforma ta' riċerka ta 'relazzjoni ta' struttura-attività tal-ħġieġ li tkopri karatterizzazzjoni ta 'prestazzjoni ta' struttura tal-ħġieġ, simulazzjoni ta 'dinamika molekulari, u immudellar assistit mill-AI." Hija introduċiet li tittama li tibni pjattaforma speċjali ta 'relazzjoni ta' struttura ta 'materjal tal-ħġieġ li tintegra preparazzjoni ta' throughput għolja, immudellar assistit mill-AI, u verifika tal-karatterizzazzjoni strutturali matul il-perjodu "15-il sena ta 'ħames snin".
