Kontrolēta kodolizlusēšanas tehnoloģija ir nākotnes enerģijas metode, kuru ļoti gaida visa cilvēce, un tā ir pazīstama arī kā cilvēces ideāla galvenais enerģijas avots. Tomēr neviena valsts to vēl nav veiksmīgi sasniegusi.
Lāzera vadītas kontrolētas kodolizlusēšanas realizācijas procesā lieljaudas lāzera vadītāja ierīces "sirds"-liela izmēra lāzera neodīma stikls ir neaizstājams serdes materiāls. Tās galvenā masu ražošanas tehnoloģija tiek saukta par pirmo no septiņiem Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās aizdedzes objekta (NIF) brīnumiem. Hu Lili, Ķīnas Zinātņu akadēmijas Optikas un smalkās mehānikas akadēmiskās komitejas direktora vietnieks, un uzlabotā lāzera un optoelektronisko funkcionālo materiālu departamenta pētniece, un viņas pētniecības grupa ir pētnieki, kas ir pārvarējuši galveno tehnoloģiju liela mēroga lāzera neodija glāzē.
Ieejot 21. gadsimtā, Hu Lili un viņas komanda sāka pētīt un attīstīt jauno lāzera stiklu un nepārtraukto kušanas tehnoloģiju efektīvai masveida lāzera neodīma stikla ražošanai, risinot visas galvenās tehniskās problēmas, kas vajadzīgas liela izmēra neodīma stikla masveida ražošanai. Šanhajas Optikas un smalkās mehānikas institūts ir kļuvis arī par pirmo vienību pasaulē, kas patstāvīgi apgūst lāzera neodīma stikla komponentu pilnas procesa ražošanas tehnoloģiju.
Tikai pagājušajā gadā viņa ieguva NFMOTT balvu - slaveno balvu starptautisko amorfo materiālu jomā, kļūstot par pirmo ķīniešu balvas ieguvēju kopš tā dibināšanas. Šogad Hu Lili ieguva arī Starptautiskās stikla asociācijas prezidenta balvu.
"Mūsu pētījums galu galā tiks izmantots praksē, tāpēc es ļoti priecājos sākt no laboratorijas pamatpētījumiem un pēc tam piemērotu pētījumu rezultātus." Hu Lili nesen sacīja intervijā Yicai. Viņa arī atklāja, ka komanda ievieš AI jaunā stikla izpētē un attīstībā, lai veicinātu paradigmas jauninājumus īpašā stikla izpētē.
Lāzera saplūšanas sirds
Palielinoties globālajai energoapgādes drošības konkurencei, galveno pasaules valstu izkārtojums kodolizturības jomā ir ievērojami paātrināts, un starptautiskā saplūšanas tehnoloģija ir strauji attīstījusies. 2022. gada decembrī Amerikas Savienotās Valstis veiksmīgi sasniedza lielāku enerģijas pārpalikumu kodolizlusēšanas reakcijās. Līdz šim Amerikas Savienotās Valstis ir sasniegušas sešas lāzera kodola saplūšanas aizdedzes.
2024. gadā Zinātnes un tehnoloģijas un tehnoloģijas ministrija, Rūpniecības un informācijas tehnoloģiju ministrija un citi septiņi departamenti kopīgi izdeva "īstenošanas viedokļus par nākotnes nozares inovāciju un attīstības veicināšanu", norādot, ka ir jāstiprina galveno galveno tehnoloģiju izpēte un attīstība nākotnes enerģijai, ko atspoguļo kodolizveidošana. Fusion Energy pielietojums ir manas valsts trīspakāpju stratēģijas "termiskā reaktora-fast reaktora-saplūšanas reaktora" galvenais mērķis kodolenerģijas attīstībai.
Šā gada janvārī manas valsts pilnībā supravadošā Tokamak East ierīce, kas pazīstama kā “mākslīgā saule”, sasniedza galvenos rezultātus un veiksmīgi sasniedza līdzsvara stāvokļa ilgtermiņa ilgtermiņa augstas pozīcijas režīmu plazmas darbība, kas bija vairāk nekā 100 miljoni grādu 1066 sekundes, atkal radot jaunas pasaules rekordu, kas jauniem ir paredzēts, lai sasniegtu jaunus panākumus.
Lāzera piedziņa ir vēl viens veids, kā panākt kodolapjūtu. Lai sasniegtu ar lāzeru vadītu kontrolētu kodolizlusēšanu, mums ir nepieciešams paškontrolēts lāzera neodīma stikls. Sakarā ar lielo izmēru un ārkārtīgi augstas veiktspējas indeksa prasībām, plaša izmēra lāzera neodīma stikla nepārtrauktā kušanas tehnoloģija izaicina optiskā stikla ražošanas robežas un ir pazīstama kā pirmais no septiņiem Amerikas Savienoto Valstu nacionālās aizdedzes objekta brīnumiem. Amerikas Savienotās Valstis sešus gadus ir strādājušas ar diviem labākajiem optiskā stikla uzņēmumiem Vācijā un Japānā, lai panāktu nepārtrauktu liela izmēra lāzera neodīma stikla kausēšanu. Viņi uzskata, ka šī tehnoloģija ir ārkārtīgi sarežģīta. Pēc neodīma stikla piegādes divām galvenajām lāzera saplūšanas ierīcēm Amerikas Savienotajās Valstīs un Francijā viņi demontēja nepārtraukto lielā lāzera neodīma stikla kušanas līniju.
Tāpēc liela izmēra neodīma stikla partijas sagatavošanas tehnoloģijas iekarošana ir kļuvusi par sarežģītu problēmu, kas Hu Lili un citiem zinātniskiem pētniekiem ir steidzami jāatrisina.
Hu Lili paskaidroja, ka iemesls, kāpēc lāzera neodīma stikls ir lāzera kodola saplūšanas "sirds", ir tas, ka tas ir īpašs stikls, kas satur retu zemes luminiscējošus jonus-neodīma jonus, kas var radīt lāzerus vai pastiprināt lāzera enerģiju zem "sūkņa gaismas" un ir "sirds". Lāzera neodīma stikla veiktspēja tieši nosaka lāzera ierīces izejas enerģiju. Tā ir lāzera darba vide ar visaugstāko izejas enerģiju, kas zināma cilvēcei. Lielajā zinātniskajā lāzera kodolizturības ierīcē, kas pazīstama kā "mākslīgā mazā saule", lāzera neodīma stikls vienmēr ir spēlējis neaizvietojamu lomu.
No Ķīnas Zinātņu akadēmijas Optikas institūta un smalkās mehānikas nodibināšanas 1964. gadā līdz 20. gadsimta beigām lāzera neodīma stikla komanda, kuru pārstāvēja akadēmiķi Gan Fuxi un Jiang Zhonghong, ir veikuši jauninājumus no nulles Laser Neodyum glāzes izpētē vairāk nekā 30 gadus. Viņiem ir secīgi attīstīts silikāta lāzera neodīma stikls, N21 un N31 fosfāta lāzera neodīma stikls un nodrošināja galvenos darba materiālus manas valsts "Shenguan" ierīču sērijai.
Kopš 2005. gada Hu Lili un viņas komanda strādā pie četrām galvenajām galvenajām tehnoloģijām, kas saistītas ar nepārtrauktas kušanas, precīzas atkvēlināšanas, apvalka un atklāšanas tehnoloģijām gandrīz desmit gadus, pamatojoties uz pamatpētījumiem. Visgrūtākais no tiem ir nepārtrauktā lielizmēra lāzera neodīma stikla kušanas tehnoloģija. 2012. gadā ar visiem kopīgiem centieniem mēs beidzot pārvarējām grūtības nepārtrauktā kausēšanas procesā, izstrādājām un izveidojām izmēģinājuma ražošanas līniju lāzera neodīma stikla nepārtrauktai kausēšanai, pabeidza galveno tehnoloģiju integrāciju nepārtrauktai lielas lāzera neodimija stikla kausēšanai un visbeidzot, un tas visbeidzot, un tas ir integrācija un apkopes tehnikas, kas saistītas ar visu ķēdi, kas ir nepārtraukta ķēdes, kas saistīta ar tehnoloģiju, kas ir saistīta ar visu ķēdi. Liela izmēra lāzera neodīma stikls. Attiecīgie sasniegumi 2016. gadā ir ieguvuši "Šanhajas tehnoloģiskā izgudrojuma īpašo balvu" 2016. gadā, "Nacionālā tehnoloģiskā izgudrojuma otrā balva" 2017. gadā un "izcilā zinātniskā un tehnoloģiskā sasnieguma balva Ķīnas Zinātņu akadēmijā" 2022. gadā.
"Pētniecības procesā mēs saskārāmies ar daudz izaicinājumu, it īpaši tāpēc, ka eksperiments progresēja, viena problēma pēc otras tika pakļauta, un nebija citas iespējas. Mēs varējām tikai apsēsties un pārbaudīt literatūru un sākt no ļoti pamata teorijām. Piemēram, kādas izmaiņas būs stikla kausējuma plūsmas uzvedība, kas ir stikla veidošanas procesa laikā. Hu Lili sacīja žurnālistiem.
Nozares vajadzību risināšanai
Papildus lāzera neodīma stiklam Hu Lili ir arī veikusi galvenos sasniegumus Ytterbium leģētā lielā režīma lauka kvarca šķiedrā, lieljaudas neodīma leģētā kvarca šķiedrā un augstas izšķirtspējas kvarca stiklā.
Piemēram, lieljaudas lāzera šķiedras uztveršana, tā kā šķiedru lāzeri izmanto optisko šķiedru kā lāzera barotni, tiem ir ideālas staru kvalitātes priekšrocības, īpaši augsta pārveidošanas efektivitāte, bez apkopes, augsta stabilitāte un mazs izmērs. Viņu lietojumprogrammu diapazons ir ļoti plašs, ieskaitot komunikāciju ar lāzeru šķiedru, lāzera kosmosa tālsatiksmes komunikāciju, rūpniecisko kuģu būvi un ķirurģiskām operācijām. Kopš 21. gadsimta sākuma šķiedru lāzeri pakāpeniski ir aizņemuši pusi no lāzera tirgus, taču no starptautiskā tirgus ir grūti iegūt dažus lieljaudas lāzera šķiedras produktus. Kopš 2011. gada Hu Lili un viņas komanda ir koncentrējušies uz trim sarežģītiem jautājumiem, kas ietekmē lāzera lāzera efektivitāti, enerģijas stabilitāti un ilgtermiņa uzticamību lāzera šķiedrām. 8 gadu laikā viņi uzņēmās vadību Ķīnā, lai pārvarētu galveno masu sagatavošanas tehnoloģiju 10, 000- Watt ytterbium leģētu lielā režīma lauka šķiedras.
Kā galvenais tehnoloģisko inovāciju korpuss, uzņēmumi ir jutīgāki pret tirgus pieprasījumu.
"2018. gadā augsto tehnoloģiju uzņēmums vērsās pie mums un jautāja, vai mēs viņiem varētu palīdzēt izgatavot lieljaudas lāzera šķiedras, jo viņi nevarēja iegādāties produktus starptautiskā mērogā. Tajā laikā mēs arī veicām pētījumus šajā jomā, tāpēc komanda cieši sazinājās ar uzņēmumu, atkārtoti atkārtojot produktu un atrisinot viņu faktiskās vajadzības." Hu Lili teica.
10, 000- vatu klases leģētās lāzera šķiedras tehnoloģiskais izrāviens ir ļāvis manas valsts lieljaudas šķiedras lāzeriem aprīkot ar vietējiem "kodoliem", samazinot lieljaudas lāzeru ražošanas izmaksas. Kopš 2019. gada komanda ir sasniegusi tiešo pārdošanas apjomu vairāk nekā 200 miljonu juaņu un netiešos ekonomiskos ieguvumus, kas ir vairāk nekā 1,8 miljardi juaņu; Turklāt tas ir apmierinājis arī steidzamās lieljaudas šķiedru lāzeru vajadzības kosmosa vidē.
Runājot par turpmāko pētījumu izkārtojumu, Hu Lili, kurš šajā nozarē darbojas 38 gadus, ir arī jaunas idejas.
Pēc viņas domām, ar AI attīstību stikla pētījumu paradigma ir steidzami jāmaina. "Mēs ieviešam AI jaunā stikla izpētē un attīstībā, kā arī veidojam stikla struktūras un aktivitātes attiecību pētījumu platformu, kas aptver stikla struktūras veiktspējas raksturojumu, molekulārās dinamikas simulāciju un AI-palīdzētu modelēšanu." Viņa iepazīstināja ar to, ka viņa cer izveidot īpašu stikla materiālu struktūras un aktivitātes attiecību platformu, kas integrē augstas caurlaides spējas preparātu, ar AI palīdzētu modelēšanu un struktūras raksturojuma pārbaudi "15. piecu gadu plāna" periodā.
