Kontroliuojama branduolinės sintezės technologija yra ateities energijos metodas, kurio labai tikimasi visos žmonijos, ir taip pat žinomas kaip didžiausias žmonijos idealo energijos šaltinis. Tačiau nė viena šalis to sėkmingai nepasiekė.
Siekiant realizuoti lazeriu valdomą kontroliuojamą branduolinę sintezę, didelės galios lazerinio vairuotojo prietaiso-didelio dydžio lazerio neodimio stiklo „širdis“ yra nepakeičiama pagrindinė medžiaga. Pagrindinė masinės gamybos technologija vadinama pirmuoju iš septynių JAV nacionalinio uždegimo įrenginio (NIF) stebuklų. Hu Lili, Šanchajaus optikos instituto ir Kinijos mokslų akademijos optikos instituto ir tobulų lazerių ir optoelektroninių funkcinių medžiagų departamento ir jos tyrimų grupės tyrėjų, kurie įveikė pagrindines masinės lazerio neodimio stiklo gamybos technologijas, Akademinio komiteto direktoriaus direktoriaus pavaduotojas.
Įstojęs į XXI amžių, Hu Lili ir jos komanda pradėjo naujojo lazerinio stiklo ir nuolatinės lydymosi technologijos tyrimus ir plėtrą, skirtą efektyviai masiškai gaminti didelio dydžio lazerinio neodimio stiklo, išsprendžiant visas pagrindines technines problemas, reikalingas masiniam didelio dydžio neodimio stiklo gamybai. Šanchajaus optikos ir puikios mechanikos institutas taip pat tapo pirmuoju vienetu pasaulyje, savarankiškai įsisavinusiu visos lazerio neodimio stiklo komponentų proceso gamybos technologiją.
Praėjusiais metais ji laimėjo „NFMOTT“ apdovanojimą - garsųjį apdovanojimą tarptautinės amorfinių medžiagų srityje, tapdama pirmuoju Kinijos apdovanojimo nugalėtoju nuo jos įkūrimo. Šiais metais Hu Lili taip pat laimėjo prezidento apdovanojimą už Tarptautinę stiklo asociaciją.
"Mūsų tyrimai galiausiai bus taikomi praktikoje, todėl labai džiaugiuosi pradėdamas nuo pagrindinių tyrimų laboratorijoje ir tada pritaikiau tyrimų rezultatus." Neseniai interviu su Yicai sakė Hu Lili. Ji taip pat atskleidė, kad komanda supažindina su AI į „New Glass“ tyrimus ir plėtrą, kad skatintų paradigmos naujoves atliekant specialius stiklo tyrimus.
Lazerio sintezės širdis
Kai sustiprėja pasaulinė energetinio saugumo konkurencija, didžiųjų pasaulio šalių, esančių branduolinės sintezės srityje, išdėstymas buvo žymiai paspartintas, o tarptautinės sintezės technologijos greitai vystėsi. 2022 m. Gruodžio mėn. JAV sėkmingai pasiekė didesnį energijos perteklių branduolinės sintezės reakcijose. Iki šiol JAV pasiekė šešis lazerio branduolinės sintezės uždegimus.
2024 m. Mokslo ir technologijų ministerija, Pramonės ir informacinių technologijų ministerija bei kiti septyni departamentai kartu paskelbė „įgyvendinimo nuomones skatinant naujoves ir būsimų pramonės šakų plėtrą“, pabrėždama, kad būtina sustiprinti pagrindinių pagrindinių technologijų tyrimus ir plėtrą būsimoms energetinėms energijoms, kurias atstovauja branduolinė filizacija. Susitikimo energijos panaudojimas yra pagrindinis mano šalies trijų žingsnių „šiluminio reaktoriaus greito reaktoriaus-sintezės reaktoriaus“ strategijos tikslas branduolinės energijos vystymosi metu.
Šių metų sausį mano šalyje visiškai superlaidus „Tokamak East“ prietaisas, žinomas kaip „dirbtinė saulė“, pasiekė svarbiausių rezultatų ir sėkmingai pasiekė pastovios ilgalaikio ilgalaikio impulsų aukštos kondicionavimo režimo režimą plazmos veikimą plazmos veikimą daugiau nei 100 milijonų laipsnių 1066.
Lazerio pavara yra dar vienas būdas pasiekti branduolinę sintezę. Norint pasiekti lazeriu valdomą kontroliuojamą branduolinę sintezę, mums reikia savarankiškai kontroliuojamo lazerio neodimio stiklo. Dėl didelio dydžio ir ypač aukšto našumo indekso reikalavimų, nuolatinė didelio dydžio lazerio neodimio stiklo lydymosi technologija užginčija optinio stiklo gamybos ribas ir yra žinomas kaip pirmasis iš septynių JAV nacionalinio uždegimo įrenginio stebuklų. Jungtinės Valstijos šešerius metus dirbo su dviem geriausiomis optinio stiklo kompanijomis Vokietijoje ir Japonijoje, kad pasiektų nuolatinį didelio dydžio lazerinio neodimio stiklo tirpimą. Jie mano, kad ši technologija yra nepaprastai sunki. Baigę neodimio stiklo tiekimą dviem pagrindiniams lazerio suliejimo prietaisams JAV ir Prancūzijoje, jie išardė nuolatinę didelio dydžio lazerinio neodimio stiklo lydymosi liniją.
Todėl didelio dydžio neodimio stiklo paketinio paruošimo technologijos užkariavimas tapo sunkia problema, kurią reikia skubiai išspręsti Hu Lili ir kitiems mokslo tyrinėtojams.
Hu Lili paaiškino, kad priežastis, kodėl lazerio neodimio stiklas yra lazerio branduolinės sintezės „širdis“, yra ta, kad tai yra specialus stiklas, kuriame yra retos žemės liuminescencinių jonų ir neodimio jonų, kurie gali generuoti lazerių energiją, sužadinus „siurblio šviesą“ ir yra „lazerio širdis“. Lazerio neodimio stiklo našumas tiesiogiai lemia lazerio įtaiso išėjimo energiją. Tai yra lazerinė veikianti terpė, turinti didžiausią žmonijai žinomą išėjimo energiją. Dideliame moksliniame lazerio branduolinės sintezės prietaise, žinomu kaip „dirbtinė mažoji saulė“, lazerio neodimio stiklas visada vaidino nepakeičiamą vaidmenį.
Nuo Šanchajaus optikos ir puikios Kinijos mokslų akademijos instituto įkūrimo 1964 m. Iki XX amžiaus pabaigos lazerio neodimio stiklo komanda, kuriai atstovavo akademikai Gan Fuxi ir Jiang Zhonghong, nuo nulio, tyrinėjo lazerio neodimio stiklo tyrimą daugiau nei 30 metų. Jie paeiliui sukūrė silikato lazerio neodimio stiklą, N21 ir N31 fosfato lazerinį neodimio stiklą ir pateikė pagrindines darbines medžiagas mano šalies „Shenguan“ prietaisų serijai.
Nuo 2005 m. Hu Lili ir jos komanda dirbo prie keturių pagrindinių nuolatinio tirpimo, tikslaus atkaitinimo, pakabos ir aptikimo beveik dešimt metų, remiantis pagrindiniais tyrimais. Sunkiausia iš jų yra nuolatinė didelio dydžio lazerio neodimio stiklo lydymosi technologija. 2012 m., Bendromis visų pastangomis, mes pagaliau įveikėme nuolatinio lydymosi proceso sunkumus, suprojektavome ir sukūrėme bandomą Didelio dydžio lazerio neodimio stiklas. Atitinkami laimėjimai 2016 m. Laimėjo „Šanchajaus technologinio išradimo specialųjį apdovanojimą“, 2017 m. „Nacionalinio technologinio išradimo antrąją premiją“ ir „Nuostabų Kinijos mokslų akademijos mokslo ir technologinių pasiekimų apdovanojimą“ 2022 m.
"Tyrimų procese susidūrėme su daugybe iššūkių, ypač kai eksperimentas vyko. Hu Lili sakė žurnalistams.
Pramonės poreikių sprendimas
Be lazerinio neodimio stiklo, „Hu Lili“ taip pat padarė pagrindinius „Ytterbium“ valdomo didelio režimo lauko kvarco pluošto proveržį, didelės galios neodimium, kvarco pluoštą ir didelio balo kvarco stiklą.
Kaip pavyzdį laikydami didelės galios lazerio pluoštą, nes pluošto lazeriai naudoja optinį pluoštą kaip lazerinę terpę, jie turi idealios pluošto kokybės pranašumus, ypač aukštą konversijos efektyvumą, be priežiūros, didelį stabilumą ir mažą dydį. Jų taikymo asortimentas yra labai platus, įskaitant ryšį su lazeriu, lazerio erdvės tolimojo nuotolio ryšį, pramoninį laivų statybą ir chirurgines operacijas. Nuo XXI amžiaus pradžios pluošto lazeriai pamažu užėmė pusę lazerių rinkos, tačiau kai kuriuos didelės galios lazerinius pluošto produktus sunku gauti iš tarptautinės rinkos. Nuo 2011 m. Hu Lili ir jos komanda sutelkė dėmesį į tris sunkias problemas, turinčias įtakos lazerio efektyvumui, energijos stabilumui ir ilgalaikiam didelės galios lazerinių pluoštų patikimumui. Per 8 metus jie ėmėsi iniciatyvos Kinijoje, kad įveiktų pagrindinę 10 {000- Watt Ytterbium didelio režimo lauko pluošto technologiją.
Kaip pagrindinė technologinių naujovių dalis, įmonės yra jautresnės rinkos paklausai.
"2018 m. Aukštųjų technologijų įmonė kreipėsi į mus ir paklausė, ar mes galime padėti jiems padaryti didelės galios lazerinius pluoštus, nes jie negalėjo nusipirkti produktų tarptautiniu mastu. Tuo metu mes taip pat atlikome tyrimus šioje srityje, todėl komanda glaudžiai bendravo su kompanija, pakartotinai pakartojo produktą ir išsprendėme savo faktinius poreikius." - sakė Hu Lili.
Technologinis 10, 000- Watt klasės „Ytterbium“ lazerio pluošto lazerio pluoštas leido mano šalies didelės galios pluošto lazeriams aprūpinti buitinėmis „šerdimis“, sumažinant didelės galios lazerių gamybos sąnaudas. Nuo 2019 m. Komanda tiesiogiai pardavė daugiau nei 200 milijonų juanių ir netiesioginę ekonominę naudą - daugiau nei 1,8 milijardo juanių; Be to, ji taip pat patenkino skubius didelės galios pluošto lazerių poreikius kosmose.
Kalbant apie būsimą tyrimų išdėstymą, Hu Lili, kuris pramonėje dirba 38 metus, taip pat turi naujų idėjų.
Jos nuomone, plėtojant AI, stiklo tyrimų paradigma turi būti skubiai pakeisti. "Mes įvedame AI į naujojo stiklo tyrimus ir plėtrą, taip pat kuriame stiklo struktūros ir aktyvumo ryšių tyrimų platformą, apimančią stiklo struktūros veikimo apibūdinimą, molekulinės dinamikos modeliavimą ir AI-asistinį modeliavimą." Ji pristatė, kad tikisi sukurti specialią stiklo medžiagos struktūros ir aktyvumo ryšių platformą, kurioje būtų integruotas didelio pralaidumo paruošimas, AI-asistinio modeliavimo ir struktūrinio apibūdinimo patikrinimas „15-ojo penkerių metų plano“ laikotarpiu.
