Kontrollitud tuuma sulandumistehnoloogia on tulevane energiameetod, mida kogu inimkond väga ootab ja mida tuntakse ka kui inimkonna ideaali ülimat energiaallikat. Kuid ükski riik pole seda veel edukalt saavutanud.
Laserpõhise kontrollitud tuumasulamise realiseerimise käigus on suure võimsusega laserjuhi seadme "süda"-suure suurusega laser-neodmiumklaasi ", hädavajalik südamiku materjal. Selle masstootmise peamist tehnoloogiat nimetatakse Ameerika Ühendriikide riikliku süüterajatise (NIF) seitsmest imest esimeseks. Hu Lili, Shanghai optikainstituudi ja Hiina Teaduste Akadeemia akadeemilise instituudi akadeemilise komitee direktori asetäitja ning arenenud laser- ja optoelektrooniliste funktsionaalsete materjalide osakonna teadur ning tema uurimisrühm on teadlased, kes on üle saanud suure suurusega laser-neodmium-klaasi massitootmise.
21. sajandisse sisenedes alustasid Hu Lili ja tema meeskond uute laserklaasi uurimist ja arendamist ning pidevat sulamistehnoloogiat suure suurusega neodüümiumklaasi tõhusaks masstootmiseks, lahendades kõik peamised tehnilised probleemid, mis on vajalikud suure suurusega neodmiumklaasi masstootmiseks. Shanghai optika- ja peenmehaanika Instituudist on saanud ka esimene üksus maailmas, kes iseseisvalt omandab laser -neodüümklaasi komponentide täieliku protsesside tootmistehnoloogia.
Just eelmisel aastal võitis ta NFMOTT auhinna, mis on kuulus auhinna rahvusvaheliste amorfsete materjalide valdkonnas, saades auhinna esimeseks võitjaks alates selle asutamisest. Sel aastal võitis Hu Lili ka Rahvusvahelise Klaasiühingu presidendi auhinna.
"Meie uurimistööd rakendatakse lõpuks praktikas, nii et mul on väga hea meel alustada labori alusuuringutest ja panen uurimistulemused seejärel rakendama." Hu Lili ütles hiljuti Yicaile antud intervjuus. Ta paljastas ka, et meeskond tutvustab AI -d uute klaaside uurimisel ja arendamisel, et edendada paradigmainnovatsiooni spetsiaalsetes klaasiuuringutes.
Lasersulamise süda
Kuna globaalne energiajulgeoleku konkurents intensiivistub, on tuuma sulandumise valdkonnas toimuva maailma peamiste riikide paigutus märkimisväärselt kiirenenud ja rahvusvaheline termotuumasünteesi tehnoloogia on kiiresti arenenud. Detsembris 2022 saavutasid USA edukalt suurema energia ülejäägi tuuma sulandumisreaktsioonides. Siiani on Ameerika Ühendriigid saavutanud kuus laser tuuma sulandumise süüteid.
Aastal 2024 andis teadus- ja tehnoloogiaministeerium, tööstus- ja infotehnoloogiaministeerium ja muud seitse osakonda välja ühiselt "tulevaste tööstuste innovatsiooni ja arendamise edendamiseks" rakendamise arvamused ", osutades, et on vaja tugevdada tulevaste põhitehnoloogiate uurimist ja arendamist tuleviku põhitehnoloogiate jaoks, mida tuumade sulandumisel esindab. Termotuumasünteesi energia kasutamise realiseerimine on minu riigi kolmeastmelise strateegia "termilise reaktori reaktori-sulandumisreaktori" strateegia tuumaenergia arendamiseks.
Selle aasta jaanuaris saavutas minu riigi täiesti ülijuhtiv Tokamak East-seade, mida tuntakse kui "kunstlikku päikest", saavutas suuri tulemusi ja saavutas edukalt püsiseisundi pika impulsiga kõrge konflikteerimisrežiimi plasmaoperatsiooni üle 100 miljoni kraadi 1066 sekundi jooksul, luues taas uue maailmarekordi FORKAMAK-i seadete jaoks uue maailmarekordi.
Laser Drive on veel üks viis tuuma sulandumiseks. Laserpõhise kontrollitud tuuma sulandumise saavutamiseks vajame ise kontrollitud laser-neodmiumklaasi. Suure suuruse ja äärmiselt suure jõudlusega indeksi nõuete tõttu seab suure laser-neodüümi klaasi pidev sulamistehnoloogia optilise klaasi tootmise piire ja on tuntud kui esimene Ameerika Ühendriikide riikliku süüterajatise seitsmest imest. Ameerika Ühendriigid on kuus aastat teinud koostööd kahe Saksamaa ja Jaapani parima optilise klaasiettevõttega, et saavutada pidev suurte laser-neodüümiumklaasi sulamine. Nad usuvad, et see tehnoloogia on äärmiselt keeruline. Pärast kahe peamise laser-sulandumisseadme neodüümi klaasi varustamist Ameerika Ühendriikides ja Prantsusmaal lammutavad nad suure suurusega laser-neodmiumklaasi pideva sulamisjoone.
Seetõttu on suure suurusega neodmiumklaasi partiide ettevalmistamise tehnoloogia vallutamine muutunud keeruliseks probleemiks, mida Hu lili ja teised teaduslikud teadlased peavad kiiresti lahendama.
Hu lili selgitas, et põhjus, miks laser-neodmiumklaas on tuumade laser sulandumise "süda", on see, et see on spetsiaalne klaas, mis sisaldab haruldaste muldmetallide luminestsentsi ioonide-neodmiumi ioone, mis võivad tekitada lasersi või amplifitseerida laserienergiat "pumbavalguse" ergastuses ja on lasiri "süda". Laser -neodüümklaasi jõudlus määrab otseselt laseri seadme väljundienergia. See on laser, mis töötab keskkonnaga, kus inimkonnale teada on suurim väljundienergia. Suures teaduslikus laser tuuma sulandudes, mida nimetatakse "kunstlikuks väikeseks päikeseks", on laser -neodmiumklaas alati mänginud asendamatut rolli.
Alates Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai optika ja peene mehaanika instituudi asutamisest 1964. aastal kuni 20. sajandi lõpuni on laser -neodmiumklaasi meeskond, keda esindavad akadeemikud Gan Fuxi ja Jiang Zhonghong, nullist uuendusi Laser Neodymium Glassi uurimisel rohkem kui 30 aastat. Nad on järjest välja töötanud silikaatse laser -neodüümiumklaasi, N21 ja N31 fosfaatlaser neodmiumklaasi ning andnud minu riigi "Shenguani" seadmete seeriale põhilisi töömaterjale.
Alates 2005. aastast on Hu Lili ja tema meeskond töötanud põhiuuringute põhjal peaaegu kümme aastat pideva sulatamise, täpsuse lõõmutamise ja avastamise nelja peamise põhitehnoloogia kallal. Neist kõige raskem on suure suurusega laser-neodüümiumklaasi pidev sulamistehnoloogia. 2012. aastal ületasime kõigi ühiste jõupingutustega pideva sulamisprotsessi raskused, mis kavandasid ja koostasime piloottootmisliini laser-neodmiumklaasi pidevaks sulatamiseks, lõpetas võtmetehnoloogiate integreerimise suures laser-neodmiumklaasi pidevaks sulatamiseks ning realiseerides lõpuks kogumenetluse ja ühenduse protsesside integreerimise ja ühenduse kogumise protsessis, ja ühendati kogumenetluse protsess, mis on protsess ja kogumine protsess, kogumine ja kogumine protsess, mis on kogutud protsess, kogumise ahelad, ja koguge kogumise ahelateks, ja koguge protsessis, koguge, koguge, koguge, kogukese, koguneva protsessi ja kogumenetluse protsessis. Suure suurusega laser neodmiumklaas. Asjakohased saavutused on võitnud 2016. aastal "Shanghai tehnoloogilise leiutise eripreemia", 2017. aastal "Riikliku Tehnoloogilise leiutise teise auhinna" ning Hiina Teaduste Akadeemia silmapaistva teadusliku ja tehnoloogilise saavutuse auhinna "2022. aastal.
"Me leidsime uurimisprotsessis palju väljakutseid, eriti kui katse edenes, üks probleem teise järel paljastati ja muul viisil ei olnud. Me saime istuda ja vaadata ainult kirjandust ja alustada väga põhiteooriatest. Näiteks millised muutused klaasist klaasist voolukäitumisel on klaasi moodustamise ajal. Lisaks võtavad kõik arutelude andmed ja nende edukad andmed." Hu Lili ütles ajakirjanikele.
Tööstuse vajaduste lahendamine
Lisaks laser-neodmiumklaasile on Hu lili teinud ka ytterbiumi legeeritud suure režiimiga põllukikiud, suure võimsusega neodüümi legeeritud kvartsiklaasi ja kõrge puhtusarjaga kvartsklaasi peamised läbimurded.
Võttes näitena suure võimsusega laserkiudu, kuna kiudained kasutavad laserkeskkonnana optilist kiudaineid, on neil ideaalse tala kvaliteedi eelised, ülikõrge muundamise efektiivsus, hooldusvaba, kõrge stabiilsus ja väike suurus. Nende rakendusvahemik on väga lai, sealhulgas laserkiudude kommunikatsioon, laserruumi pikamaasuhtlus, tööstuslik laevaehitus ja kirurgilised toimingud. Alates 21. sajandi algusest on kiudained järk-järgult hõivanud poole laserturust, kuid mõnda suure võimsusega laserkiudutooteid on rahvusvaheliselt turult keeruline hankida. Alates 2011. aastast on Hu Lili ja tema meeskond keskendunud kolmele keerulisele probleemile, mis mõjutavad lasertõhusust, võimsuse stabiilsust ja suure võimsusega laserkiudude pikaajalist usaldusväärsust. 8 aasta jooksul asusid nad Hiinas juhtima, et ületada massilise ettevalmistamise võtmetehnoloogia 10, 000- Watt Ytterbium-legeeritud suure režiimi väljakiudude kiudude.
Tehnoloogiliste innovatsioonide põhikoguna on ettevõtted turunõudluse suhtes tundlikumad.
"2018. aastal pöördus meie poole kõrgtehnoloogiaettevõte ja küsis, kas me saaksime aidata neil suure võimsusega laserkiudu teha, kuna nad ei saanud tooteid rahvusvaheliselt osta. Sel ajal tegime ka selles valdkonnas uuringuid, nii et meeskond suhtles ettevõttega tihedalt, iteerisid korduvalt toodet ja lahendasid oma tegelikud vajadused." Ütles Hu Lili.
10, {000- Watt-klassi ytterbium-legeeritud laserkiud tehnoloogiline läbimurre on võimaldanud minu riigi suure võimsusega kiudaineid varustada kodumaiste "tuumadega", vähendades suure võimsusega laserite tootmiskulusid. Alates 2019. aastast on meeskond saavutanud otsese müügi enam kui 200 miljoni jüaani ja kaudse majandusliku kasu - enam kui 1,8 miljardi jüaaniga; Lisaks on see vastanud ka kosmosekeskkonnas suure võimsusega kiudlaserite kiireloomulistele vajadustele.
Mis puutub tulevasesse uurimispaigutusse, siis on ka 38 aastat tööstuses viibinud Hu Lili ka uusi ideid.
Tema arvates tuleb AI arendamisega klaasi uurimisparadigmat kiiresti muuta. "Tutvustame AI-d uute klaaside uurimisel ja arendamisel ning ehitame ka klaasist struktuuri-aktiivsuse uurimisplatvormi, mis hõlmab klaasist struktuuri jõudluse iseloomustamist, molekulaarse dünaamika simulatsiooni ja AI-abistatavat modelleerimist." Ta tutvustas, et loodab ehitada spetsiaalse klaasist materjali struktuuri ja aktiivsuse suhteplatvormi, mis integreerib suure läbilaskevõimega ettevalmistamise, AI-abiga modelleerimise ja struktuurilise iseloomustuse kontrollimise perioodil "15. viieaastase plaani" perioodil.
