Kontrolovaná jaderná fúzní technologie je budoucí metoda energie, která je vysoce očekávána všemi lidstva, a je také známá jako konečný zdroj energie ideálu lidstva. Žádná země to však ještě úspěšně nedosáhla.
V procesu realizace kontrolované jaderné fúze řízené laserem je „srdce“ zařízení s vysokým výkonem laserového ovladače-laserové neodymiové sklo ve velké velikosti, nepostradatelným materiálem jádra. Jeho klíčová technologie pro hromadnou výrobu se nazývá první ze sedmi divů národního zapalovacího zařízení (NIF) Spojených států. Hu Lili, zástupce ředitele akademického výboru Šanghajského institutu optiky a jemné mechaniky Čínské akademie věd a výzkumného pracovníka pokročilého laserového a optoelektronického funkčního materiálového oddělení, a její výzkumný tým jsou vědci, kteří překonávají klíčovou technologii pro hromadnou výrobu laserového neodymického skla.
Hu Lili a její tým vstoupili do 21. století a zahájili výzkum a vývoj nového laserového skla a kontinuální technologii tání pro efektivní hromadnou výrobu velkého laserového neodymiového skla a vyřešili všechny klíčové technické problémy potřebné pro hromadnou výrobu velkého neodymiového skla. Šanghajský institut optiky a jemné mechaniky se také stal první jednotkou na světě, která nezávisle zvládla technologii plné výroby procesů laserových neodymiových skla.
Právě minulý rok získala cenu NFMOTT, slavné ceny v oblasti mezinárodních amorfních materiálů a stala se prvním čínským vítězem ceny od svého založení. Letos Hu Lili také získala prezidentovu cenu Mezinárodní asociace skla.
"Náš výzkum bude nakonec aplikován v praxi, takže jsem velmi rád, že mohu začít ze základního výzkumu v laboratoři a poté uvést výsledky výzkumu." Hu Lili nedávno řekl v rozhovoru s Yicai. Rovněž odhalila, že tým zavádí AI do výzkumu a vývoje New Glass, aby podporoval inovace paradigmatu ve speciálním výzkumu skla.
Srdce laserové fúze
Jak se globální konkurence energetické bezpečnosti zesiluje, rozložení hlavních zemí na světě v oblasti jaderné fúze se výrazně zrychlilo a mezinárodní fúzní technologie se rychle vyvinula. V prosinci 2022 Spojené státy úspěšně dosáhly většího přebytku energie v jaderných fúzních reakcích. Dosud Spojené státy dosáhly šesti laserových zapalování jaderné fúze.
V roce 2024, ministerstvo vědy a technologie, ministerstvo průmyslu a informačních technologií a dalších sedmi oddělení společně vydalo „prováděcí názory na podporu inovací a rozvoje budoucích průmyslových odvětví“ a poukazovalo na to, že je nutné posílit výzkum a vývoj klíčových základních technologií pro budoucí energii představující jadernou fúzi. Realizace aplikace energie fúzní energie je konečným cílem třístupňové strategie mé země „tepelného reaktoru-rychlého reaktoru reaktoru“ pro vývoj jaderné energie.
V lednu letošního roku, plně supravodivé zařízení Tokamak East mé země, známé jako „umělé slunce“, dosáhlo hlavních výsledků a úspěšně dosáhlo plazmatického režimu s dlouhým pulsem s dlouhým pulsem, což lidem poskytuje novou energii s vysokým záznamem, aby novila lidem, pro lidem, aby se uplatnilo pro lidem, aby se uplatnilo pro lidem, aby se uplatnilo pro lidem.
Laserový pohon je dalším způsobem, jak dosáhnout jaderné fúze. K dosažení laserově řízeného kontrolované jaderné fúze potřebujeme samostatné laserové neodymiové sklo. Vzhledem k požadavkům na velkou velikost a extrémně vysoce výkonné indexové požadavky zpochybňuje technologie kontinuálního tání laserového neodymového skla a je známá jako první ze sedmi zázraků národního zapalovacího zařízení Spojených států. Spojené státy spolupracovaly se dvěma špičkovými optickými skleněnými společnostmi v Německu a Japonsku po dobu šesti let, aby dosáhly nepřetržitého tání velkého laserového neodymiového skla. Věří, že tato technologie je nesmírně obtížná. Po dokončení dodávky neodymiového skla pro dvě hlavní laserová fúzní zařízení ve Spojených státech a Francii demontovali kontinuální linii tání velké velikosti laserového neodymiového skla.
Proto se dobytí technologie přípravy dávků ve velkém neodymiovém skle, které se stalo obtížným problémem, který Hu Lili a další vědci musí naléhavě vyřešit.
Hu Lili vysvětlil, že důvod, proč laserová neodymiová sklo je „srdcem“ laserové jaderné fúze, je to, že se jedná o speciální sklo obsahující vzácné zeminční luminiscenční ionty-neodymiové ionty, které mohou generovat lasery nebo zesilovat laserovou energii pod excitací „čerpacího světla“ a je „srdcem“ laseru. Výkon laserového neodymiového skla přímo určuje výstupní energii laserového zařízení. Je to laserové pracovní médium s nejvyšší výstupní energií známou lidstvu. Ve velkém vědeckém laserovém jaderném fúzním zařízení známém jako „umělé malé slunce“ hrálo laserové neodymiové sklo vždy nenahraditelnou roli.
Od založení Šanghajského institutu optiky a jemné mechaniky Čínské akademie věd v roce 1964 do konce 20. století, laserový neodymiový skleněný tým reprezentovaný akademici Gan Fuxi a Jiang Zhonghong učinil inovace ve výzkumu laserového neodymia sklenice po více než 30 let. Postupně vyvinuli sklenici neodymia silikátového laseru, fosfátového laserového neodymiového skla N21 a N31 a poskytovaly základní pracovní materiály pro sérii „Shenguan“ mé země.
Od roku 2005 Hu Lili a její tým pracují na čtyřech klíčových základních technologiích neustálého tání, přesného žíhání, lemování a detekce po dobu téměř deseti let na základě základního výzkumu. Nejobtížnější z nich je technologie kontinuálního tání velkého laserového neodymiového skla. V roce 2012, se společným úsilím každého, jsme konečně překonali obtíže v procesu nepřetržitého tání, navrhli a vytvořili pilotní výrobní linku pro nepřetržité tání laserového neodymového skla, dokončili integraci klíčových technologií pro nepřetržité roztavení laserových laserových sklenic a předběžnou radost a předběžnou radost a předběžnou radost a testování a testovacím procesu a předběžným ročním procesem, a předběžné úpravy a testovací procesy, a předběžné úpravy, a testovací procesy, a předběžné procesy a předběžně realizovaly a předběžně testovaly a předběžně a předběžně a testovaly a předběžně a předběžné úpravy, a předběžně a předběžné připojení klíčových technologií, a předběžné a připojení klíčových technologií, a předběžné a připojení klíčových technologií a předběžnou a připojení klíčových technologií a předběžnou a připojení klíčových technologií, a předběžné tání. Velké laserové neodymiové sklo. Relevantní úspěchy získaly v roce 2016 „zvláštní cenu Šanghajského technologického vynálezu“, „Druhá cena národního technologického vynálezu“ v roce 2017 a „vynikající vědecké a technologické úspěchy Čínské akademie věd“ v roce 2022.
„Setkali jsme se s mnoha výzvami v procesu výzkumu, zejména s tím, jak experiment postupoval, byl odhalen jeden problém za druhým a neexistoval žádný jiný způsob. Mohli jsme se jen posadit a zkontrolovat literaturu a začít od velmi základních teorií. Například, jaké změny budou mít průtokové chování skleněné taveniny během procesu formování skla. Hu Lili řekl novinářům.
Řešení potřeb průmyslu
Kromě laserového neodymiového skla provedl Hu Lili také klíčové průlomy ve velkém režimu dopovaném křemenným vláknem dotovaným Ytterbium, vysoce výkonné neodymium dotované křemenné vlákno a vysoce čisté křemenné sklo.
Jako příklad užívání vysoce výkonných laserových vláken, protože lasery vlákna používají optické vlákno jako laserové médium, mají výhody ideální kvality paprsku, ultra vysoké konverze, bez údržby, vysoké stability a malé velikosti. Jejich rozsah aplikací je velmi široký, včetně komunikace laserových vláken, komunikace s dlouhou vzdáleností laseru, průmyslového stavby lodí a chirurgických operací. Od začátku 21. století, vláknité lasery postupně zabíraly polovinu laserového trhu, ale některé produkty s vysokým výkonem laserových vláken je obtížné získat z mezinárodního trhu. Od roku 2011 se Hu Lili a její tým zaměřili na tři obtížné problémy ovlivňující laserovou účinnost, stabilitu energie a dlouhodobou spolehlivost vysoce výkonných laserových vláken. Za 8 let se ujali vedení v Číně, aby překonali klíčovou technologii hromadné přípravy 10, 000- watt ytterbium dopovaný velkými vlákny velkého režimu.
Jako hlavní soubor technologických inovací jsou podniky citlivější na poptávku na trhu.
„V roce 2018 se k nám přiblížila high-tech společnost a zeptala se, zda jim můžeme pomoci vyrábět vysoce výkonná laserová vlákna, protože nemohli nakupovat produkty na mezinárodní úrovni. V té době jsme také prováděli výzkum v této oblasti, takže tým úzce sděloval se společností, opakovaně iteroval produkt a vyřešil jejich skutečné potřeby.“ Řekla Hu Lili.
Technologický průlom 10, 000- Watt-Class Ytterbium-doped laserová vlákna, umožnilo vysoce výkonným vláknovým laserům mé země být vybaveno domácími „jádry“, což snižovalo výrobní náklady vysoce výkonných laserů. Od roku 2019 dosáhl tým přímým prodejem více než 200 milionů juanů a nepřímých ekonomických výhod ve výši více než 1,8 miliardy juanů; Kromě toho také uspokojila naléhavé potřeby laserů vysoce výkonných vláken ve vesmírném prostředí.
Pokud jde o budoucí rozložení výzkumu, Hu Lili, který je v oboru 38 let, má také nové nápady.
Podle jejího názoru, s vývojem AI, musí být výzkumné paradigma skla naléhavě změněno. „Zavádíme AI do výzkumu a vývoje nového skla a také vytváříme platformu pro výzkum vztahů se skleněnou strukturou-aktivitou, která zahrnuje charakterizaci výkonu struktury skleněné struktury, simulaci molekulární dynamiky a modelování pomocí A-A-pomocí.“ Představila, že doufá, že vybuduje speciální vztahovou platformu struktury a aktivity skleněných materiálů, která integruje vysoce výkonnou přípravu, modelování pomocí AI-A-pomocí a ověření strukturální charakterizace během období „15. pětiletého plánu“.
