Teknologi gabungan nuklear yang dikawal adalah kaedah tenaga masa depan yang sangat dijangkakan oleh semua manusia, dan juga dikenali sebagai sumber tenaga muktamad ideal manusia. Walau bagaimanapun, tiada negara telah berjaya mencapainya.
Dalam proses merealisasikan gabungan nuklear yang dikawal oleh laser, "hati" peranti pemacu laser kuasa tinggi-kaca neodymium laser bersaiz besar, adalah bahan teras yang sangat diperlukan. Teknologi utamanya untuk pengeluaran besar -besaran dipanggil yang pertama dari tujuh keajaiban Kemudahan Pencucuhan Kebangsaan (NIF) Amerika Syarikat. Hu Lili, Timbalan Pengarah Jawatankuasa Akademik Institut Optik dan Mekanik Baik Akademi Sains dan Penyelidik Laser Laser dan Optoelektronik Fungs
Memasuki abad ke-21, Hu Lili dan pasukannya memulakan penyelidikan dan perkembangan kaca laser baru dan teknologi lebur yang berterusan untuk pengeluaran besar-besaran yang cekap dari laser laser saiz besar kaca, menyelesaikan semua masalah teknikal utama yang diperlukan untuk pengeluaran besar-besaran kaca neodymium bersaiz besar. Institut Optik dan Mekanik Fine Shanghai juga menjadi unit pertama di dunia untuk menguasai teknologi pengeluaran proses penuh komponen kaca laser neodymium.
Hanya pada tahun lepas, beliau memenangi Anugerah NFMOTT, anugerah terkenal dalam bidang bahan amorf antarabangsa, menjadi pemenang pertama Cina anugerah sejak penubuhannya. Tahun ini, Hu Lili juga memenangi Anugerah Presiden Persatuan Kaca Antarabangsa.
"Penyelidikan kami akhirnya akan digunakan dalam amalan, jadi saya sangat gembira untuk memulakan dari penyelidikan asas di makmal dan kemudian meletakkan hasil penyelidikan ke dalam permohonan." Hu Lili berkata dalam temu bual dengan Yicai baru -baru ini. Beliau juga mendedahkan bahawa pasukan itu memperkenalkan AI ke dalam penyelidikan dan pembangunan kaca baru untuk mempromosikan inovasi paradigma dalam penyelidikan kaca khas.
Hati gabungan laser
Memandangkan persaingan keselamatan tenaga global semakin meningkat, susun atur negara -negara utama di dunia dalam bidang gabungan nuklear telah dipercepatkan dengan ketara, dan teknologi gabungan antarabangsa telah berkembang dengan pesat. Pada bulan Disember 2022, Amerika Syarikat berjaya mencapai lebihan tenaga yang lebih besar dalam tindak balas gabungan nuklear. Setakat ini, Amerika Syarikat telah mencapai enam penyalaan gabungan nuklear laser.
Pada tahun 2024, Kementerian Sains dan Teknologi, Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat dan tujuh jabatan lain bersama -sama mengeluarkan "pendapat pelaksanaan mengenai mempromosikan inovasi dan pembangunan industri masa depan", menunjukkan bahawa perlu mengukuhkan penyelidikan dan pembangunan teknologi teras utama untuk tenaga masa depan yang diwakili oleh gabungan nuklear. Kesedaran aplikasi tenaga fusion adalah matlamat utama strategi tiga langkah negara saya "reaktor reaktor reaktor-fusion-fusion" untuk pembangunan tenaga nuklear.
Pada bulan Januari tahun ini, peranti Tokamak East yang sepenuhnya di negara saya, yang dikenali sebagai "Matahari Buatan", mencapai hasil yang besar dan berjaya mencapai modal yang mantap.
Laser Drive adalah satu lagi cara untuk mencapai gabungan nuklear. Untuk mencapai gabungan nuklear yang dikendalikan oleh laser, kita memerlukan kaca neodymium laser yang dikawal sendiri. Oleh kerana saiznya yang besar dan keperluan indeks prestasi yang sangat tinggi, teknologi lebur berterusan laser besar laser neodymium mencabar had pembuatan kaca optik dan dikenali sebagai yang pertama dari tujuh keajaiban kemudahan pencucuhan negara Amerika Syarikat. Amerika Syarikat telah bekerja dengan dua syarikat kaca optik teratas di Jerman dan Jepun selama enam tahun untuk mencapai pencairan berterusan gelas neodymium laser bersaiz besar. Mereka percaya bahawa teknologi ini sangat sukar. Selepas melengkapkan bekalan kaca neodymium untuk kedua-dua peranti fusion laser utama di Amerika Syarikat dan Perancis, mereka membongkar garis lebur berterusan kaca neodymium laser bersaiz besar.
Oleh itu, menakluki teknologi penyediaan batch kaca neodymium bersaiz besar telah menjadi masalah yang sukar yang Hu Lili dan penyelidik saintifik lain perlu menyelesaikannya dengan segera.
Hu Lili menjelaskan bahawa sebab mengapa laser neodymium kaca adalah "jantung" gabungan nuklear laser adalah bahawa ia adalah kaca khas yang mengandungi ion-ion luminescent ion-neodymium, yang dapat menghasilkan laser atau menguatkan tenaga laser di bawah pengujaan "cahaya pam" dan "hati" laser. Prestasi kaca neodymium laser secara langsung menentukan tenaga output peranti laser. Ia adalah medium kerja laser dengan tenaga output tertinggi yang diketahui oleh manusia. Dalam peranti gabungan nuklear laser saintifik yang besar yang dikenali sebagai "Sun Little Buatan", laser Neodymium Glass selalu memainkan peranan yang tidak dapat digantikan.
Dari penubuhan Institut Optik Shanghai dan mekanik halus Akademi Sains Cina pada tahun 1964 hingga akhir abad ke -20, pasukan Laser Neodymium Glass yang diwakili oleh ahli akademik Gan Fuxi dan Jiang Zhonghong telah membuat inovasi dari awal dalam penyelidikan Laser Neodymium Glass untuk lebih daripada 30 tahun. Mereka berturut -turut membangunkan kaca neodymium laser silikat, N21 dan N31 fosfat laser neodymium kaca, dan menyediakan bahan kerja teras untuk siri peranti "shenguan" negara saya.
Sejak tahun 2005, Hu Lili dan pasukannya telah mengusahakan empat teknologi teras utama pencairan berterusan, penyepuh ketepatan, hemming, dan pengesanan selama hampir sepuluh tahun berdasarkan penyelidikan asas. Yang paling sukar ialah teknologi lebur berterusan kaca neodymium laser bersaiz besar. Pada tahun 2012, dengan usaha bersama semua orang, kami akhirnya mengatasi kesukaran dalam proses lebur yang berterusan, yang direka dan menubuhkan garis pengeluaran perintis untuk mencairkan gelas neodymium laser, menyelesaikan integrasi teknologi utama untuk mencairkan gelas laser saiz besar, dan akhirnya membuat persepakatan dan teknologi yang berterusan, Penyepuhlindapan gelas neodymium laser bersaiz besar. Pencapaian yang berkaitan telah memenangi "Anugerah Khas Penciptaan Teknologi Shanghai" pada tahun 2016, "Hadiah Kedua Penciptaan Teknologi Kebangsaan" pada tahun 2017, dan "Anugerah Pencapaian Saintifik dan Teknologi Cemerlang Akademi Sains China" pada tahun 2022.
"Kami menghadapi banyak cabaran dalam proses penyelidikan, terutamanya apabila eksperimen berlangsung, satu masalah selepas yang lain terdedah, dan tidak ada cara lain. Kami hanya dapat duduk dan memeriksa kesusasteraan dan bermula dari teori -teori yang sangat asas. Hu Lili memberitahu pemberita.
Menyelesaikan keperluan industri
Sebagai tambahan kepada kaca neodymium laser, Hu Lili juga telah membuat kejayaan utama dalam gentian kuarza medan kuarza medan ytterbium-doped, serat kuarza neodymium tinggi dan kaca kuarza tinggi.
Mengambil serat laser kuasa tinggi sebagai contoh, kerana laser serat menggunakan serat optik sebagai medium laser, mereka mempunyai kelebihan kualiti rasuk yang ideal, kecekapan penukaran ultra tinggi, bebas penyelenggaraan, kestabilan tinggi dan saiz kecil. Pelbagai aplikasi mereka sangat luas, termasuk komunikasi serat laser, komunikasi jarak jauh laser, pembuatan kapal industri dan operasi pembedahan. Sejak permulaan abad ke-21, laser serat secara beransur-ansur menduduki separuh daripada pasaran laser, tetapi beberapa produk serat laser kuasa tinggi sukar diperoleh dari pasaran antarabangsa. Sejak 2011, Hu Lili dan pasukannya telah memberi tumpuan kepada tiga isu sukar yang mempengaruhi kecekapan laser, kestabilan kuasa dan kebolehpercayaan jangka panjang gentian laser kuasa tinggi. Dalam 8 tahun, mereka memimpin di China untuk mengatasi teknologi utama penyediaan massa 10, 000- watt ytterbium-doped medan mod besar.
Sebagai badan utama inovasi teknologi, perusahaan lebih sensitif terhadap permintaan pasaran.
"Pada tahun 2018, sebuah syarikat berteknologi tinggi mendekati kami dan bertanya sama ada kami dapat membantu mereka membuat serat laser kuasa tinggi kerana mereka tidak dapat membeli produk di peringkat antarabangsa. Hu Lili berkata.
Kejayaan teknologi 10, 000- Watt-kelas ytterbium-doped fiber laser telah membolehkan laser serat kuasa tinggi negara saya dilengkapi dengan "teras" domestik, mengurangkan kos pembuatan laser kuasa tinggi. Sejak 2019, pasukan telah mencapai jualan langsung lebih daripada 200 juta yuan dan faedah ekonomi tidak langsung lebih daripada 1.8 bilion yuan; Di samping itu, ia juga memenuhi keperluan mendesak laser serat kuasa tinggi dalam persekitaran ruang.
Bagi susun atur penyelidikan masa depan, Hu Lili, yang telah berada dalam industri selama 38 tahun, juga mempunyai idea baru.
Pada pendapatnya, dengan perkembangan AI, paradigma penyelidikan kaca perlu diubah segera. "Kami memperkenalkan AI ke dalam penyelidikan dan pembangunan kaca baru, dan juga membina platform penyelidikan hubungan struktur kaca yang meliputi pencirian prestasi struktur kaca, simulasi dinamik molekul, dan pemodelan AI-dibantu." Beliau memperkenalkan bahawa dia berharap dapat membina platform hubungan struktur bahan-bahan khas kaca yang mengintegrasikan penyediaan tinggi, pemodelan AI-dibantu, dan pengesahan pencirian struktur semasa tempoh "pelan lima tahun ke-15".
