A kontrollált nukleáris fúziós technológia egy jövőbeli energia módszer, amelyet az egész emberiség nagyon várt, és az emberiség ideáljának végső energiaforrásaként is ismert. Ugyanakkor egyetlen ország sem sikerült elérni azt.
A lézerrel vezérelt nukleáris fúzió megvalósítása során a nagy teljesítményű lézeres vezető eszköz-a nagy méretű lézer neodímium üveg "szíve" elengedhetetlen mag anyag. A tömegtermelés kulcsfontosságú technológiáját az Egyesült Államok Nemzeti Gyújtóhelyének (NIF) hét csodájának elsőnek hívják. Hu Lili, a Kínai Tudományos Akadémia Sanghaji Optikai és Finom Mechanikai Intézetének tudományos bizottságának igazgatóhelyettese, valamint a fejlett lézer- és optoelektronikus funkcionális anyagok osztályának kutatója, kutatócsoportja azok a kutatók, akik legyőzték a nagy méretű lézer neodymium üveg tömegtermelésének kulcsfontosságú technológiáját.
A 21. századba belépve Hu Lili és csapata új lézerüveg kutatását és fejlesztését és folyamatos olvadási technológiáját kezdte meg a nagy méretű lézer neodímium üveg hatékony tömegtermelésére, megoldva a nagy méretű neodímium üveg tömegtermeléséhez szükséges összes kulcsfontosságú technikai problémát. A Sanghaji Optikai és Finom Mechanika Intézet szintén a világ első olyan egységévé vált, amely önállóan elsajátította a lézeres neodímium üveg alkatrészek teljes folyamatok előállítási technológiáját.
Csak tavaly elnyerte az NFMOTT díjat, amely híres díjat a nemzetközi amorf anyagok területén, és létesítménye óta a díj első kínai nyertese lett. Ebben az évben Hu Lili elnyerte a Nemzetközi Üveg Szövetség elnökének díját is.
"Kutatásunkat végül a gyakorlatban alkalmazzuk, tehát nagyon örülök, hogy elkezdem a laboratóriumi alapkutatásból, majd a kutatási eredményeket alkalmazni kell." - mondta Hu Lili a közelmúltban a YICAI -val készített interjúban. Azt is kiderítette, hogy a csapat bevezeti az AI -t az új üveg kutatásába és fejlesztésére, hogy elősegítse a paradigma innovációját a speciális üvegkutatásban.
A lézerfúzió szíve
Ahogy a globális energiabiztonsági verseny fokozódik, a világ fő országainak elrendezése a nukleáris fúzió területén jelentősen felgyorsult, és a nemzetközi fúziós technológia gyorsan fejlődött. 2022 decemberében az Egyesült Államok sikeresen elérte a nukleáris fúziós reakciók nagyobb energiájú többletét. Eddig az Egyesült Államok hat lézeres nukleáris fúziós gyújtást ért el.
2024 -ben a Tudományos és Technológiai Minisztérium, az Ipari és Információs Technológiai Minisztérium, valamint a többi hét osztály együttesen kiadta a "végrehajtási véleményeket a jövőbeli iparágak innovációjának és fejlesztésének előmozdításáról", rámutatva, hogy meg kell erősíteni a nukleáris fúzió által képviselt jövőbeli energia kulcsfontosságú technológiáinak kutatását és fejlesztését. A fúziós energia alkalmazás megvalósítása az országom háromlépéses stratégiájának a végső célja, hogy a nukleáris energiafejlesztéshez szükséges "termikus reaktor-gyors reaktor-fúziós reaktor".
Ez év januárjában az én országom teljesen szupravezető Tokamak East készüléke, a "mesterséges nap" néven ismert, nagy eredményeket ért el és sikeresen elérte az egyensúlyi állapotú hosszú impulzusos, nagy konfinációs üzemmódú plazma működését, amely több mint 100 millió fokot tartalmaz, és 1066 másodpercre új, új világrekord-üzemeltetési módot adva a Tokamak eszközökhöz.
A lézeres meghajtó egy másik módja a nukleáris fúzió elérésének. A lézerrel vezérelt nukleáris fúzió eléréséhez önvezérelt lézer neodímium üvegre van szükségünk. Nagy méretének és rendkívül nagy teljesítményű indexkövetelményeinek köszönhetően a nagy méretű lézer neodímium üveg folyamatos olvadási technológiája kihívást jelent az optikai üveggyártás határain, és az Egyesült Államok nemzeti gyújtóhelyének hét csodájának elsőjeként ismert. Az Egyesült Államok hat évig két fő optikai üveggyártó társasággal dolgozik Németországban és Japánban a nagy méretű lézer neodímiumüveg folyamatos olvadása érdekében. Úgy vélik, hogy ez a technológia rendkívül nehéz. Miután befejezték a neodímium üvegellátást az Egyesült Államokban és Franciaországban a két fő lézerfúziós eszközhöz, lebontották a nagy méretű lézer neodímium üveg folyamatos olvadási vonalát.
Ezért a nagy méretű neodímium üveg kötegelt előkészítő technológiájának meghódítása nehéz problémává vált, amelyet Hu Lili-nek és más tudományos kutatóknak sürgősen meg kell oldaniuk.
Hu Lili elmagyarázta, hogy a lézer neodímium üveg a lézer nukleáris fúzió "szíve" az, hogy egy speciális üveg, amely ritkaföldfém-lumineszcens ionok-neodímium-ionokat tartalmaz, amelyek lézereket generálhatnak vagy lézerenergiát generálhatnak "pumpás fény" gerjesztése alatt, és a lézer "szíve". A lézer neodímium üveg teljesítménye közvetlenül meghatározza a lézerkészülék kimeneti energiáját. Ez a lézeres munkatárs, az emberiség számára ismert legnagyobb kimenetelű energiával. A "mesterséges kis nap" néven ismert nagy tudományos lézer -nukleáris fúziós eszközben a lézeres neodímium üveg mindig pótolhatatlan szerepet játszott.
A Kínai Tudományos Akadémia Sanghaji Optikai és Finom Mechanikai Intézetének 1964 -es létrehozásától a 20. század végéig, a Gan Fuxi akadémikusok és Jiang Zhongong által képviselt lézeres neodímium üvegcsapat a lézer neodymium üveg kutatásában több mint 30 évig. Komolyan kifejlesztették a szilikát lézer neodímium üveg, az N21 és az N31 foszfát -lézer neodímiumüveget, és alapvető munkacsoportokat szolgáltattak hazám "Shenguan" készülékek sorozatához.
2005 óta Hu Lili és csapata a folyamatos olvadás, a precíziós lágyítás, a szegélyezés és a detektálás négy kulcsfontosságú alapvető technológiáján dolgozik az alapkutatás alapján. Ezek közül a legnehezebb a nagy méretű lézer neodímium üveg folyamatos olvadási technológiája. 2012-ben, mindenki közös erőfeszítéseivel, végül legyőztük a folyamatos olvadási folyamat nehézségeit, megterveztük és létrehoztuk a lézeres neodímium üveg folyamatos olvadását, és befejezték a kulcsfontosságú technológiák integrációját a nagy méretű lézer neodímium üveg folyamatos olvadásához, és végül a lézer-lézert, valamint a teljes lézer-eljárás integrációját és kapcsolatát valósították meg a legfontosabb technológiákhoz A releváns eredmények 2016 -ban elnyerték a "Shanghai Technológiai Intézet Különleges Díjat", a 2017 -es "Nemzeti technológiai találmány második díjat", valamint a "Kínai Tudományos Akadémia kiemelkedő tudományos és technológiai eredményességi díját" 2022 -ben.
"Nagyon sok kihívással találkoztunk a kutatási folyamatban, különösen a kísérlet előrehaladtával, az egyik probléma a másik után ki volt téve, és nem volt más út. Csak le tudtunk ülni és ellenőrizni az irodalmat, és nagyon alapvető elméletekből indulhatunk. Például, milyen változások fogják az üveg olvadása az üveg formázási folyamatában. Ezenkívül mindenki gyakran felveszi a teszt adatait és az indoklási adatot, és ezek a siker sikertelen adatai." Hu Lili mondta az újságíróknak.
Az ipari igények megoldása
A lézeres neodímium üveg mellett a Hu Lili kulcsfontosságú áttöréseket készített az Ytterbium-dopping nagy üzemmódú mező kvarcszál, a nagy teljesítményű neodímium-dopping kvarc rostban és a nagy puritási kvarc üvegben.
Például a nagy teljesítményű lézerrostot, mivel a szálas lézerek optikai rostot használnak lézeres közegként, az ideális sugárminőség, az ultra-magas konverziós hatékonyság, a karbantartásmentes, a magas stabilitás és a kis méret előnyei vannak. Alkalmazási tartományuk nagyon széles, beleértve a lézerszál kommunikációt, a lézertér távolsági kommunikációját, az ipari hajógyártást és a műtéti műveleteket. A 21. század eleje óta a szálas lézerek fokozatosan elfoglalták a lézerpiac felét, ám néhány nagy teljesítményű lézerszálas terméket nehéz megszerezni a nemzetközi piacon. 2011 óta Hu Lili és csapata a nagy teljesítményű lézerszálak lézerhatékonyságát, teljesítmény-stabilitását és hosszú távú megbízhatóságát befolyásoló három nehéz kérdésre összpontosított. 8 év alatt elérték a vezetést Kínában, hogy legyőzzék a 10, 000- watt ytterbium-dopping nagy üzemmódú terepi rostok tömegkészítésének kulcsfontosságú technológiáját.
Mint a technológiai innováció fő része, a vállalkozások érzékenyebbek a piaci keresletre.
"2018-ban egy csúcstechnológiájú társaság közeledett hozzánk, és megkérdezte, hogy segítsünk-e nekik a nagy teljesítményű lézerszálak készítését, mert nem tudtak nemzetközileg vásárolni termékeket. Abban az időben kutatást végeztünk ezen a területen is, így a csapat szorosan kommunikált a társasággal, többször is iterálta a terméket, és megoldotta a tényleges igényeiket." - mondta Hu Lili.
A 10, 000- watt-osztályú Ytterbium-adalékolt lézerszál technológiai áttörése lehetővé tette az országom nagy teljesítményű szálas lézereinek felszerelését háztartási "magokkal", csökkentve a nagy teljesítményű lézerek gyártási költségeit. 2019 óta a csapat több mint 200 millió jüan közvetlen értékesítését érte el, és több mint 1,8 milliárd jüan közvetett gazdasági haszonnal jár; Ezenkívül kielégítette a nagy teljesítményű szálas lézerek sürgős igényeit az űrkörnyezetben.
Ami a jövőbeni kutatási elrendezést illeti, Hu Lili, aki 38 éve az iparban dolgozik, új ötletekkel is rendelkezik.
Véleménye szerint az AI fejlesztésével az üveg kutatási paradigmáját sürgősen meg kell változtatni. "Bemutatjuk az AI-t az új üveg kutatásában és fejlesztésében, valamint egy üvegszerkezet-aktivitás-kapcsolatok kutatási platformját is felépítjük, amely lefedi az üvegszerkezet teljesítményének jellemzését, a molekuláris dinamikai szimulációt és az AI-támogatott modellezést." Bemutatta, hogy reméli, hogy felépít egy speciális üveganyag-szerkezet-aktivitási kapcsolati platformot, amely integrálja a nagy teljesítményű előkészítést, az AI-asszisztált modellezést és a szerkezeti jellemzés ellenőrzését a "15. ötéves terv" időszakban.
