Die kontrollierte nukleare Fusionstechnologie ist eine zukünftige Energiemethode, die von der gesamten Menschheit mit Spannung erwartet wird und auch als ultimative Energiequelle des Ideals der Menschheit bekannt ist. Kein Land hat es jedoch noch erfolgreich erreicht.
Während der Verwirklichung der lasergesteuerten kontrollierten Kernfusion ist das "Herz" des Hochleistungs-Laser-Treibergeräts-großer Laser-Neodymglas, ein unverzichtbares Kernmaterial. Die Schlüsseltechnologie für die Massenproduktion wird als erste der sieben Wunder der nationalen Zündeinrichtung (NIF) der Vereinigten Staaten bezeichnet. Hu Lili, stellvertretender Direktor des akademischen Ausschusses des Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics der chinesischen Akademie der Wissenschaften und Forscher des fortschrittlichen Laser- und optoelektronischen Funktionsabteilung für funktionale Materialien, und ihr Forschungsteam sind die Forscher, die die Schlüsseltechnologie für die Massenproduktion von Laser Neododmiumglas überwinden.
Als Hu Lili und ihr Team in das 21. Jahrhundert in die Forschung und Entwicklung neuer Laserglas und die kontinuierliche Schmelztechnologie für die effiziente Massenproduktion von großer Laser-Neodymglas begannen und alle wichtigen technischen Probleme lösen, die für die Massenproduktion von großer Neodymglas erforderlich sind. Das Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics ist auch die erste Einheit der Welt, die die vollständige Prozessproduktionstechnologie von Laser -Neodym -Glaskomponenten unabhängig voneinander beherrscht.
Erst letztes Jahr gewann sie den NFMOTT Award, einen berühmten Preis auf dem Gebiet internationaler amorpher Materialien und war der erste chinesische Gewinner der Auszeichnung seit seiner Gründung. In diesem Jahr gewann Hu Lili auch den Präsidentenpreis der International Glass Association.
"Unsere Forschung wird schließlich in der Praxis angewendet, daher freue ich mich sehr, von der Grundlagenforschung im Labor zu beginnen und dann die Forschungsergebnisse in die Anwendung zu bringen." Hu Lili sagte kürzlich in einem Interview mit Yicai. Sie enthüllte auch, dass das Team KI in die Forschung und Entwicklung von New Glass einführt, um die Paradigmeninnovation in der speziellen Gla -Forschung zu fördern.
Das Herz der Laserfusion
Mit zunehmendem globalem Energieversorgungswettbewerb wurde das Layout der großen Länder der Welt im Bereich der nuklearen Fusion erheblich beschleunigt, und die internationale Fusionstechnologie hat sich rasant entwickelt. Im Dezember 2022 erreichten die Vereinigten Staaten erfolgreich einen größeren Energieüberschuss bei Kernfusionsreaktionen. Bisher haben die Vereinigten Staaten sechs Laserzündungen mit nuklearem Fusion erreicht.
Im Jahr 2024 stellten das Ministerium für Wissenschaft und Technologie, das Ministerium für Industrie und Informationstechnologie und andere sieben Abteilungen gemeinsam die "Implementierung Meinungen zur Förderung der Innovation und Entwicklung zukünftiger Branchen" heraus und wies darauf hin, dass es notwendig ist, die Forschung und Entwicklung der Kerntechnologien für zukünftige Energie zu stärken, die durch nukleare Fusion dargestellt werden. Die Realisierung der Anwendung von Fusionenergie ist das ultimative Ziel der dreistufigen Strategie meines Landes für "thermischem Reaktor-Schneider-Reaktor-Fusionsreaktor" für die Entwicklung von Kernenergie.
Im Januar dieses Jahres erzielte das vollständig supraleitende Tokamak-East-Gerät meines Landes, bekannt als "künstliche Sonne", wesentliche Ergebnisse und erzielte erfolgreich einen langen Long-Puls-Plasma-Operation von Long-Puls-Hochkondensmodus für 1066 Sekunden, was erneut eine neue Weltrekord für den Hochkonsum-Fusion-Modus für den Einsatzmodus erstellt hat.
Laser Drive ist eine weitere Möglichkeit, nukleare Fusion zu erreichen. Um eine lasergesteuerte kontrollierte Kernfusion zu erreichen, brauchen wir selbst kontrolliertes Laser-Neodymglas. Aufgrund seiner großen und extrem hohen Leistungsindexanforderungen stellt die kontinuierliche Schmelztechnologie von großer Laser-Neodymglas die Grenzen der optischen Glasherstellung heraus und wird als erste der sieben Wunder der nationalen Zündeinrichtung der Vereinigten Staaten bezeichnet. Die Vereinigten Staaten haben sechs Jahre lang mit zwei optischen Glasfirmen in Deutschland und Japan zusammengearbeitet, um ein kontinuierliches Schmelzen von großer Laser-Neodymglas zu erreichen. Sie glauben, dass diese Technologie äußerst schwierig ist. Nach Abschluss der Versorgung mit Neodymglas für die beiden großen Laserfusionsgeräte in den USA und Frankreich zerlegten sie die kontinuierliche Schmelzlinie von großer Laser-Neodymglas.
Daher ist es zu einem schwierigen Problem geworden, die Batch-Präparationstechnologie von großer Neodymglas zu erobern, das Hu Lili und andere wissenschaftliche Forscher dringend lösen müssen.
Hu Lili erklärte, dass der Grund, warum Laser-Neodymglas das "Herz" der Laser-Kernfusion ist, darin besteht, dass es sich um ein spezielles Glas handelt, das Seltener erdlumineszierende Ionen-Neodym-Ionen enthält, das unter der Anregung von "Pumpenlicht" Laser erzeugen oder Laserenergie verstärken kann, und das "Herz" des Lasers ist. Die Leistung von Laser -Neodymglas bestimmt direkt die Ausgangsenergie des Lasergeräts. Es ist das Laserarbeitsmedium mit der höchsten Ausgangsenergie, die der Menschheit bekannt ist. Im großen wissenschaftlichen Laser -Kernfusionsgerät, das als "künstliche kleine Sonne" bekannt ist, hat Laser Neodymglas immer eine unersetzliche Rolle gespielt.
Von der Gründung des Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics der chinesischen Akademie der Wissenschaft im Jahr 1964 bis Ende des 20. Jahrhunderts hat das von den Akademikern Gan Fuxi und Jiang Zhonghong vertretene Laser -Neodym -Glass -Team für mehr als 30 Jahre Innovationen von Grund auf neu gemacht. Sie haben nacheinander Silikat -Laser -Neodymglas, N21- und N31 -Phosphatlaser -Neodymglas entwickelt und bereitgestellt Kernarbeitsmaterialien für die "Shenguan" -Serie meines Landes.
Seit 2005 arbeiten Hu Lili und ihr Team seit fast zehn Jahren an den vier wichtigsten Kerntechnologien von kontinuierlichem Schmelzen, Präzisionsglühen, Hemming und Erkennung. Am schwierigsten ist die kontinuierliche Schmelztechnologie von großer Laser-Neodymglas. In 2012, with the joint efforts of everyone, we finally overcame the difficulties in the continuous melting process, designed and established a pilot production line for continuous melting of laser neodymium glass, completed the integration of key technologies for continuous melting of large-size laser neodymium glass, and finally realized the integration and connection of key technologies for the entire chain of continuous melting process, testing technology, hemming process, and precision annealing of large-size Laser -Neodymglas. Die relevanten Errungenschaften haben 2016 den "Shanghai Technological Invention Special Award", den "National Technological Invention Second Prize" im Jahr 2017 und den "herausragenden wissenschaftlichen und technologischen Leistungsverfahren der chinesischen Akademie der Wissenschaften" im Jahr 2022 gewonnen.
"Wir haben beim Forschungsprozess auf viele Herausforderungen gestoßen, zumal das Experiment vorangebracht wurde, ein Problem nach dem anderen, und es gab keinen anderen Weg. Wir konnten uns nur hinsetzen und die Literatur überprüfen und von sehr grundlegenden Theorien beginnen. Zum Beispiel, welche Änderungen werden das Flussverhalten der Glasschmelze während des Glasformungsprozesses haben. Hu Lili sagte Reportern.
Bedürfnisse der Industrie lösen
Neben dem Laser-Neodymglas hat Hu Lili auch wichtige Durchbrüche in Ytterbium-dotiertem großem Modus-Feldquarzfaser, Quarzfasern mit hoher Leistung in Neodym-dotiertem Quarz und Quarzglas mit hohem Purity erzielt.
Wenn Sie als Beispiel Hochleistungs-Laserfaser einnehmen, haben Faserlaser, da die Faserfaser als Lasermedium verwendet werden, die Vorteile der idealen Strahlqualität, der ultrahoch-hohen Umwandlungseffizienz, der wartungsfreien, hohen Stabilität und der geringen Größe. Ihre Anwendungsreichweite ist sehr breit, einschließlich Laserfaserkommunikation, Laserraum-Fernkommunikation, Industrie-Schiffbau und chirurgischen Operationen. Seit Beginn des 21. Jahrhunderts haben Faserlaser allmählich die Hälfte des Lasermarktes besetzt, aber einige Hochleistungslaserfaserprodukte sind vom internationalen Markt schwer zu erhalten. Seit 2011 haben sich Hu Lili und ihr Team auf die drei schwierigen Probleme konzentriert, die sich auf die Lasereffizienz, die Leistungsstabilität und die langfristige Zuverlässigkeit von Hochleistungslaserfasern auswirken. In 8 Jahren übernahmen sie die Führung in China, um die Schlüsseltechnologie der Massenvorbereitung von 10, 000- Watt Ytterbium-dotiertem großen Modus-Feldfasern zu überwinden.
Als Hauptkörper der technologischen Innovation reagieren Unternehmen sensibel für die Marktnachfrage.
"Im Jahr 2018 wandte sich ein High-Tech-Unternehmen auf uns zu und fragte, ob wir ihnen helfen könnten, Hochleistungslaserfasern herzustellen, da sie Produkte nicht international kaufen könnten. Zu dieser Zeit haben wir auch in diesem Bereich nachgeforscht, sodass das Team eng mit dem Unternehmen kommunizierte, das Produkt wiederholt wiederholt hat und seine tatsächlichen Bedürfnisse löste." Hu Lili.
Der technologische Durchbruch von 10, 000- Watt-Klasse Ytterbium-dotiertem Laserfaser hat es den Hochleistungsfaser-Lasern meines Landes mit inländischen "Kernen" ausgestattet und die Herstellungskosten von Hochleistungslasern verringert. Seit 2019 erzielt das Team einen direkten Umsatz von mehr als 200 Millionen Yuan und indirekten wirtschaftlichen Vorteilen von mehr als 1,8 Milliarden Yuan. Darüber hinaus hat es den dringenden Bedarf von Hochleistungsfaserlasern in Weltraumumgebungen erfüllt.
Was das zukünftige Forschungslayout angeht, hat Hu Lili, der seit 38 Jahren in der Branche tätig ist, auch neue Ideen.
Mit der Entwicklung von KI muss das Forschungsparadigma von Glas nach ihrer Meinung nach dringend geändert werden. "Wir führen KI in die Forschung und Entwicklung neuer Glas ein und bauen auch eine Gla-Struktur-Aktivitäts-Beziehung, die Forschungsplattform für die Leistung der Glasstruktur, die Simulation der molekularen Dynamik und die Modellierung von AI-unterstützt abdeckt." Sie stellte vor, dass sie hofft, eine spezielle Plattform für Struktur-Aktivitäts-Verhältnis von Glasmaterialien aufzubauen, die die Vorbereitung der Hochdurchsatz, die Modellierung von AI-unterstützten und strukturellen Charakterisierungen während des Zeitraums "15. Fünfjahresplan" integriert.
