Kontrollert kjernefysisk fusjonsteknologi er en fremtidig energimetode som er høyt forventet av hele menneskeheten, og er også kjent som den ultimate energikilden til menneskehetens ideal. Ingen land har imidlertid oppnådd det ennå.
I prosessen med å realisere laserdrevet kontrollert kjernefusjon, er "hjertet" av høykraft laserdriveren-laser-neodymglass i stor størrelse et uunnværlig kjernemateriale. Den viktigste teknologien for masseproduksjon kalles den første av de syv underverkene i det nasjonale tenningsanlegget (NIF) i USA. Hu Lili, visedirektør for den akademiske komiteen ved Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ved Chinese Academy of Sciences and Researcher of the Advanced Laser and Optoelectronic Functional Materials Department, og forskerteamet hennes er forskerne som har overvunnet nøkkelteknologien for masseproduksjon av storlaser neodymiium glass.
Da han kom inn i det 21. århundre, startet Hu Lili og hennes team forskningen og utviklingen av nytt laserglass og den kontinuerlige smelteteknologien for effektiv masseproduksjon av storstørrelse laser neodymglass, og løste alle de viktigste tekniske problemene som kreves for masseproduksjon av neodymglass i stor størrelse. Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics har også blitt den første enheten i verden som uavhengig mestrer den fulle prosessproduksjonsteknologien til laser neodym -glasskomponenter.
Bare i fjor vant hun NFMOTT -prisen, en berømt pris innen internasjonalt amorfe materialer, og ble den første kinesiske vinneren av prisen siden etableringen. I år vant Hu Lili også presidentens pris av International Glass Association.
"Forskningen vår vil etter hvert bli brukt i praksis, så jeg er veldig glad for å starte fra grunnleggende forskning i laboratoriet og deretter sette forskningsresultatene i anvendelse." Hu Lili sa i et intervju med Yicai nylig. Hun avslørte også at teamet introduserer AI i forskningen og utviklingen av nytt glass for å fremme paradigmeinnovasjon innen spesiell glassforskning.
Hjertet av laserfusjon
Etter hvert som den globale energisikkerhetskonkurransen intensiveres, har utformingen av store land i verden innen kjernefusjonsfusjon blitt betydelig akselerert, og internasjonal fusjonsteknologi har utviklet seg raskt. I desember 2022 oppnådde USA vellykket et større energioverskudd i kjernefusjonsreaksjoner. Så langt har USA oppnådd seks laser -nukleære fusjonsturneringer.
I 2024 ga departementet for vitenskap og teknologi, industri- og informasjonsdepartementet og andre syv avdelinger i fellesskap "implementeringsuttalelser om å fremme innovasjon og utvikling av fremtidige næringer", og påpekte at det er nødvendig å styrke forskningen og utviklingen av nøkkelteknologier for fremtidig energi representert av atomfusjon. Realiseringen av Fusion Energy-applikasjonen er det endelige målet med mitt lands tretrinns strategi for "termisk reaktor-rask reaktor-fusjonsreaktor" for utvikling av kjernefysisk energi.
I januar i år oppnådde mitt lands fullt superledende Tokamak East Device, kjent som "kunstig sol", viktige resultater og oppnådde vellykket stabil tilstand langpuls høykonfinasjonsmodus plasma-operasjon på mer enn 100 millioner grader for 1066 sekunder, igjen, og oppretter en ny verdensrekord for den høykontrollen for den grader for å gi en ny verden.
Laserstasjon er en annen måte å oppnå kjernefusjon. For å oppnå laserdrevet kontrollert kjernefusjon, trenger vi selvkontrollert laser neodymglass. På grunn av dens store størrelse og ekstremt høye ytelsesindeksskrav, utfordrer den kontinuerlige smelteteknologien til storstørrelse laser neodymglass grensene for optisk glassproduksjon og er kjent som den første av de syv underverkene i det nasjonale tenningsanlegget i USA. USA har jobbet med to topp optiske glassbedrifter i Tyskland og Japan i seks år for å oppnå kontinuerlig smelting av laser neodym-glass i stor størrelse. De mener at denne teknologien er ekstremt vanskelig. Etter å ha fullført tilførselen av neodymglass for de to store laserfusjonsenhetene i USA og Frankrike, demonterte de den kontinuerlige smeltelinjen med laser neodym-glass i stor størrelse.
Derfor har erobring av batchforberedelsesteknologien til storstørrelse neodymglass blitt et vanskelig problem som Hu Lili og andre vitenskapelige forskere trenger å løse raskt.
Hu Lili forklarte at grunnen til at laser neodymglass er "hjertet" av laser-nukleær fusjon er at det er et spesielt glass som inneholder sjeldne jordluminescerende ioner-nodymioner, som kan generere lasere eller amplifisere laserenergi under eksitering av "pumpelys" og er "hjertet" på laseren. Ytelsen til laser neodymglass bestemmer direkte utgangsenergien til laserenheten. Det er laserarbeidsmediet med den høyeste produksjonsenergien kjent for menneskeheten. I den store vitenskapelige laser -kjernefusjonsanordningen kjent som "kunstig liten sol", har laser neodymglass alltid spilt en uerstattelig rolle.
Fra etableringen av Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of the Chinese Academy of Sciences i 1964 til slutten av 1900 -tallet, har Laser Neodymium Glass -teamet representert av akademikerne Gan Fuxi og Jiang Zhonghong gjort innovasjoner fra bunnen av i forskningen på Laser Neodymium Glass for mer enn 30 år. De har suksessivt utviklet silikatlaser neodymglass, N21 og N31 fosfatlaser neodym -glass, og gitt kjernekraftmaterialer for mitt lands "Shenguan" -serie med enheter.
Siden 2005 har Hu Lili og teamet hennes jobbet med de fire viktige kjerneteknologiene for kontinuerlig smelting, presisjon annealing, hemming og påvisning i nesten ti år basert på grunnleggende forskning. Den vanskeligste av disse er den kontinuerlige smelteteknologien til laser neodym-glass i stor størrelse. I 2012, med felles innsats fra alle, overvant vi til slutt vanskene i den kontinuerlige smelteprosessen, designet og etablerte en pilotproduksjonslinje for kontinuerlig smelting av laser neodym-glass, fullførte integrasjonen av nøkkelteknologier for kontinuerlig smelting av storstørrelse, og tilknytning og tilknytning og tilknytning av key-precaser-precaser-precaser-precaser-precaser for å være en melting av keisting for å mene. Annealing av laser neodymglass i stor størrelse. De relevante prestasjonene har vunnet "Shanghai Technological Invention Special Award" i 2016, "National Technological Invention Second Prize" i 2017, og "Outstanding Scientific and Technological Achievement Award of the Chinese Academy of Sciences" i 2022.
"Vi møtte mange utfordringer i forskningsprosessen, spesielt etter hvert som eksperimentet gikk, det ete problemet etter det andre ble utsatt, og det var ingen annen måte. Vi kunne bare sette oss ned og sjekke litteraturen og starte fra veldig grunnleggende teorier. For eksempel vil hvilke endringer flytoppførselen til glassmeltet har under glassdannelsen. I moren tar du ofte en suksess." Hu Lili fortalte reporterne.
Løsning av industriens behov
I tillegg til laser neodym-glass, har Hu Lili også gjort viktige gjennombrudd i Ytterbium-dopet stor modus feltkvartsfiber, høykraft neodymium-dopet kvartsfiber og kvarts med høy renhet.
Å ta laserfiber med høy effekt som eksempel, siden fiberlasere bruker optisk fiber som lasermedium, har de fordelene med ideell strålekvalitet, ultrahøy konverteringseffektivitet, vedlikeholdsfri, høy stabilitet og liten størrelse. Deres applikasjonsområde er veldig bredt, inkludert laserfiberkommunikasjon, laserplass langdistansekommunikasjon, industriell skipsbygging og kirurgiske operasjoner. Siden begynnelsen av det 21. århundre har fiberlasere gradvis okkupert halvparten av lasermarkedet, men noen laserfiberprodukter med høy effekt er vanskelige å få fra det internasjonale markedet. Siden 2011 har Hu Lili og teamet hennes fokusert på de tre vanskelige problemene som påvirker lasereffektiviteten, kraftstabiliteten og langsiktig pålitelighet av laserfibre med høy effekt. I løpet av 8 år tok de ledelsen i Kina for å overvinne nøkkelteknologien for masseforberedelse på 10, 000- Watt Ytterbium-dopede feltfibre med store modus.
Som hoveddel av teknologisk innovasjon er bedrifter mer følsomme for etterspørsel etter markedet.
"I 2018 henvendte et høyteknologisk selskap oss oss og spurte om vi kunne hjelpe dem med å lage laserfibre med høy effekt fordi de ikke kunne kjøpe produkter internasjonalt. På det tidspunktet forsket vi også på dette området, så teamet kommuniserte tett med selskapet, gjentatte ganger iterert produktet og løste sine faktiske behov." Sa Hu Lili.
Det teknologiske gjennombruddet av 10, 000- Watt-klasse YTTERBIUM-dopet laserfiber har gjort det mulig for mitt lands høyeffektfiberlasere å være utstyrt med hjemlige "kjerner", noe som reduserer produksjonskostnadene for høyeffektlasere. Siden 2019 har teamet oppnådd direkte salg på mer enn 200 millioner yuan og indirekte økonomiske fordeler på mer enn 1,8 milliarder yuan; I tillegg har den også oppfylt de presserende behovene til høyeffekt fiberlasere i rommiljøer.
Når det gjelder den fremtidige forskningsoppsettet, har Hu Lili, som har vært i bransjen i 38 år, også nye ideer.
Etter hennes mening, med utviklingen av AI, må forskningsparadigmet til glass endres raskt. "Vi introduserer AI i forskningen og utviklingen av nytt glass, og bygger også en forskningsplattform for forskningsplattform for glassstruktur som dekker glassstruktur ytelse karakterisering, molekylær dynamikk-simulering og AI-assistert modellering." Hun introduserte at hun håper å bygge en plattform for spesiell glassmateriale-aktivitetsaktivitet som integrerer preparat med høy gjennomstrømning, AI-assistert modellering og strukturell karakteriseringsverifisering i løpet av den "15. femårsplanen" -perioden.
