中国成功研制世界首个聚变堆遥操作系统测试平台“夸父”,实现60吨负载与0.01毫米精度的双重突破,为核聚变清洁能源提供智能维护保障。
既能“力大无穷”负载60吨,又能“精细绣花”精度达0.01毫米,中国聚变堆维保技术实现重大突破。9月15日,合肥传来令人振奋的消息——大科学装置聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”遥操作系统测试平台正式通过专家组测试与验收。这标志着世界首个聚变堆遥操作系统测试平台在中国研制成功,为中国乃至全球聚变能研发提供了强有力的技术支撑。

这个由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头研制的平台,被科研团队亲切地称为聚变堆的“智能维保专家”。它的问世,解决了长期困扰聚变能发展的关键部件维护难题。
01 “力大无穷”且“精细绣花”:双重特性的完美融合
测试数据显示,这个“智能维保专家”展现出令人惊叹的技术参数:系统包层维护机器人负载高达60吨,环向转运精度正负3.1毫米,垂直吊运精度正负3.8毫米;重载机械臂负载2.5吨,灵巧双臂末端重复定位精度达到惊人的正负0.01毫米。
这些数字意味着什么?意味着这套系统既能够搬动重型设备,又能够完成精细操作,相当于一个既能扛起大象又能绣花的“全能选手”。目前,该平台是聚变堆领域综合参数水平一流的遥操作系统。
聚变堆作为“终极清洁能源”装备,其堆芯包层、偏滤器等关键部件长期处于高热负荷、强磁场、中子辐照的极端工况,易出现损伤且维护难度极大,必须借助机器人系统进行远程维护。传统人工维护在这种极端环境下几乎不可能完成,这就需要机器人系统既“力大无穷”又能“精细绣花”。
02 攻克世界难题:极端环境下的高精度操作
为攻克这一世界性难题,中国研发团队围绕材料、结构、感知、控制和可靠性等关键领域开展攻关,解决了极端环境下大型机器人结构复杂、变形大,与聚变堆高可靠性、高精度维护需求之间的矛盾。
聚变堆内部环境极其恶劣:温度高达上亿摄氏度,强磁场环境,还有高能中子辐照。这些条件对人类来说是致命的,对机械设备也是极大的考验。研发团队需要找到既能承受极端环境又能完成精密操作的材料和设计方案。
经过无数次的试验和改进,团队最终成功研制出能够适应这种环境的遥操作系统。这一突破不仅展示了中国在聚变技术领域的实力,也为国际聚变能研究提供了重要的技术参考。
03 应用前景广阔:从聚变能到多领域拓展
聚变堆遥操作系统测试平台的相关技术不仅能为紧凑型聚变能实验装置、中国聚变工程示范堆以及国际热核聚变实验堆等下一代装置提供遥操作技术验证与系统支撑,还可拓展应用到多个重要领域。
在核电检修领域,该系统可以用于核电站内部设备的维护和更换,减少人工暴露在辐射环境下的风险;在航空航天领域,可用于航天器的在轨维护和空间站的建设;在重型机械制造领域,能够完成大型设备的精密安装;在应急救援领域,可用于灾害现场的救援工作,特别是人类难以进入的危险环境。
这些广泛的应用前景表明,聚变技术的研究不仅能够带来清洁能源的突破,还会产生大量的技术溢出效应,推动多个领域的技术进步。
04 “夸父”逐日:中国聚变能的坚实步伐
“夸父”这个名字取自中国古老的神话故事《夸父逐日》,寓意着中国人民追求光明、不畏艰难的精神。如今,这个命名恰如其分地体现了中国科研人员在聚变能研究领域的决心和毅力。
聚变能被称为“终极清洁能源”,因为它具有燃料丰富、清洁安全、能量巨大等优点。地球上聚变能燃料的储量足够人类使用数百亿年,且不会产生温室气体和长寿命放射性废物,被认为是解决人类能源问题的终极方案。
中国在这个领域的持续投入和技术突破,正在为人类开发利用聚变能贡献中国智慧和中国方案。聚变堆遥操作系统测试平台的成功研制,是中国聚变能发展道路上的又一个重要里程碑。
随着世界首个聚变堆遥操作系统测试平台在合肥正式问世,中国在清洁能源领域的科技创新再次令世界瞩目。这个既能负载60吨重物又能实现0.01毫米精度的“智能维保专家”,不仅解决了聚变堆维护的世界性难题,更向我们展示了一个清洁能源未来的美好图景。
从“夸父逐日”的神话传说到今天的“夸父”科学装置,中国人一直在用智慧和汗水追逐着清洁能源的梦想。聚变堆遥操作系统测试平台的成功,是中国科研人员长期努力的结果,也是中国科技实力不断提升的体现。
随着这项技术的进一步成熟和应用,我们离最终实现聚变能商业发电的目标又近了一步。也许在不远的将来,人类真的能够驾驭“人造太阳”,彻底解决能源问题,迎来一个清洁、安全、无限的能源新时代。