制御された核融合技術は、すべての人類によって非常に期待されている将来のエネルギー法であり、人類の理想の究極のエネルギー源としても知られています。ただし、まだ成功裏に達成した国はありません。
レーザー駆動の制御核融合を実現する過程で、高電力レーザードライバーデバイス - 大規模レーザーネオジムガラスの「心臓」は不可欠なコア材料です。大量生産のための主要な技術は、米国の国立イグニッション施設（NIF）の7つの驚異のうち最初の技術と呼ばれています。中国科学アカデミーの上海光学研究所の学術委員会の副局長、高度レーザーおよび光電子機能材料部門の研究者であるHu Lili、および彼女の研究チームは、大規模レーザーネディウムガラスの大量生産のための重要な技術を克服した研究者です。
21世紀に入ると、Hu Liliと彼女のチームは、新しいレーザーガラスの研究開発と、大規模レーザーネオジムガラスの効率的な大量生産のための連続融解技術を開始し、大規模なネオジムガラスの大量生産に必要なすべての重要な技術的問題を解決しました。上海光学および細かいメカニクス研究所は、レーザーネオジムガラスコンポーネントの完全なプロセス生産技術を独立して習得した世界で最初のユニットにもなりました。
昨年、彼女は国際的なアモルファス素材の分野で有名な賞であるNFMOTT賞を受賞し、その設立以来賞の最初の中国人受賞者になりました。今年、Hu Liliは国際ガラス協会の大統領賞も受賞しました。
「私たちの研究は最終的に実際に適用されるので、私は研究室での基礎研究から始めて、研究結果をアプリケーションに導入できることを非常に嬉しく思います。」 Hu Liliは最近のYicaiとのインタビューで述べた。彼女はまた、チームがAIを新しいガラスの研究開発に導入し、特別なガラス研究のパラダイムイノベーションを促進することを明らかにしました。
レーザー融合の心
グローバルエネルギーセキュリティ競争が激化するにつれて、核融合の分野における世界の主要国のレイアウトが大幅に加速され、国際的な融合技術が急速に発展しました。 2022年12月、米国は核融合反応においてより大きなエネルギー余剰を達成しました。これまでのところ、米国は6つのレーザー核融合点火を達成しました。
2024年、科学技術省、産業情報技術省、およびその他の7つの部門は、「将来の産業の革新と開発の促進に関する実施意見」を共同で発行し、核融合に代表される将来のエネルギーのための主要なコアテクノロジーの研究開発を強化する必要があると指摘しました。核融合エネルギー適用の実現は、原子力発達のための「熱反応器系炉炉融合反応器」という私の国の3段階の戦略の究極の目標です。
今年1月、「人工太陽」として知られる私の国の完全に超伝導するトカマックイーストデバイスが主要な結果を達成し、1066秒間1億人以上の定常状態の長容量の高施設モードプラズマ動作を成功裏に達成し、再びテカマックデバイスの高度な導入装置の新しい世界記録を作成します。
レーザードライブは、核融合を達成する別の方法です。レーザー駆動の制御核融合を実現するには、自己制御レーザーネオジムガラスが必要です。サイズが大きく、パフォーマンスが非常に高いため、大規模レーザーネオジムガラスの連続融解技術は、光学ガラス製造の限界に挑戦し、米国の国立イグニッション施設の7つの驚異の最初のものとして知られています。米国は、ドイツと日本の2つのトップ光学ガラス会社と6年間協力して、大規模レーザーネオジムガラスの継続的な融解を達成しています。彼らは、この技術は非常に困難であると信じています。米国とフランスの2つの主要なレーザー融合装置のネオジムガラスの供給を完了した後、彼らは大規模レーザーネオジミウムガラスの連続融解ラインを解体しました。
したがって、大規模なネオジムガラスのバッチ準備技術を征服することは、Hu Liliや他の科学研究者が緊急に解決するために必要な困難な問題になりました。
Hu Liliは、レーザーネオジムガラスがレーザー核融合の「心臓」である理由は、「ポンプ光」の励起下でレーザーを生成したり、レーザーエネルギーを増幅したり、レーザーの「心臓」であることをレーザーしたり、レーザーエネルギーを増幅したりできる特別なガラスであるためです。レーザーネオジムガラスの性能により、レーザーデバイスの出力エネルギーが直接決定されます。人類に知られている最高の出力エネルギーを持つレーザー作業媒体です。 「人工小さな太陽」として知られる大規模な科学レーザー核融合装置では、レーザーネオジムガラスは常にかけがえのない役割を果たしてきました。
1964年の中国科学アカデミーの上海光学研究所の設立から20世紀の終わりまで、レーザーネオジミウムガラスチームは、学者のガンフキと江Zhongが代表する30年以上のレーザーネオディミウムガラスの研究で登録から革新をもたらしました。彼らは、ケイ酸塩レーザーネオジムガラス、N21およびN31リン酸レーザーネオジムガラスを連続して開発し、私の国の「shenguan」シリーズのデバイスにコア作業材料を提供しました。
2005年以来、Hu Liliと彼女のチームは、基礎研究に基づいて、10年近くにわたって継続的な融解、精密アニーリング、ヘミング、検出の4つの重要なコアテクノロジーに取り組んできました。これらの中で最も困難なのは、大規模レーザーネオジムガラスの連続融解技術です。 2012年、すべての人の共同努力により、私たちは最終的に連続融解プロセスの困難を克服し、レーザーネオジムガラスの連続融解のためのパイロット生産ラインを設計および確立し、大規模レーザーネオジミウムガラスの連続融解のための主要な技術の統合を完了し、最終的に、継続的な融解プロセスのための主要なテクノロジーの統合と融合プロセスの統合と関連するプロセスの統合と接続を実現しました。大規模なレーザーネオジムガラス。関連する成果は、2016年に「上海技術発明特別賞」、2017年の「国家技術発明第2賞」、2022年の「中国科学アカデミーの傑出した科学技術達成賞」を受賞しました。
「私たちは研究の過程で多くの課題に遭遇しました。特に実験が進行するにつれて、次々と問題が発生し、他の方法はありませんでした。文献を座って確認し、非常に基本的な理論から始めることができました。たとえば、ガラス溶融物の変化はガラス形成プロセス中にどのような変化がありますか。 Hu Liliは記者団に語った。
業界のニーズを解決します
レーザーネオジムガラスに加えて、Hu LiliはYtterbiumドープの大型モードフィールド繊維、高出力ネオジムドープクォーツファイバー、高純度の石英ガラスで重要なブレークスルーも行っています。
繊維レーザーは光ファイバーをレーザー培地として使用するため、高出力レーザー繊維を例として摂取すると、理想的なビーム品質、超高変換効率、メンテナンスのない、安定性が高く、サイズが小さいという利点があります。レーザー繊維通信、レーザースペースの長距離通信、産業造船、外科手術など、アプリケーション範囲は非常に広くなっています。 21世紀の初めから、繊維レーザーはレーザー市場の半分を徐々に占有していますが、一部の高出力レーザー繊維製品は国際市場から入手するのが困難です。 2011年以来、Hu Liliと彼女のチームは、高出力レーザー繊維のレーザー効率、電力安定性、長期的な信頼性に影響を与える3つの困難な問題に焦点を合わせてきました。 8年で、彼らは中国で主導権を握って、10の質量調製の主要な技術を克服しました000- watt ytterbiumドープの大型モードフィールド繊維を克服しました。
技術革新の本体として、企業は市場の需要により敏感です。
「2018年、ハイテク企業が私たちに近づき、国際的に製品を購入できないため、高出力レーザー繊維の製造を支援できるかどうか尋ねました。当時、この分野でも研究を行っていたため、チームは会社と密接に通信し、製品を繰り返し繰り返し、実際のニーズを解決しました。」胡リリは言った。
10の技術的ブレークスルー、000-ワットクラスのYtterbiumドープレーザー繊維により、私の国の高出力ファイバーレーザーに国内の「コア」を装備し、高出力レーザーの製造コストを削減できました。 2019年以来、チームは2億元以上の直接的な売上を達成し、18億元以上の間接的な経済的利益を達成しています。さらに、宇宙環境における高出力繊維レーザーの緊急のニーズも満たしています。
将来の研究レイアウトに関しては、38年間業界に携わっているHu Liliも新しいアイデアを持っています。
彼女の意見では、AIの開発により、ガラスの研究パラダイムを緊急に変更する必要があります。 「私たちはAIを新しいガラスの研究開発に導入しており、ガラス構造のパフォーマンスの特性評価、分子動力学シミュレーション、およびAI支援モデリングをカバーするガラス構造活性関係研究プラットフォームも構築しています。」彼女は、「15回目の5年計画」期間中に、ハイスループットの準備、AIアシストモデリング、および構造的特性評価の検証を統合する特別なガラス材料構造活性関係プラットフォームを構築することを望んでいると紹介しました。
