年度新进展 科创新动向

光山新闻网 采集侠 2024-01-18 05:50:01
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年度新进展 科创新动向

 

  工作人员在位于法国圣保罗-莱迪朗斯的国际热核聚变实验反应堆(ITER)的预组装大厅里忙碌。
  新华社记者 高 静摄

 

年度新进展 科创新动向

 

  位于安徽合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。
  新华社记者 周 牧摄

 

  近日,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2023年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻正式揭晓。过去一年,世界科技创新十分活跃。从能源领域的新突破到单原子水平的探索,从人类对自身的了解到人工智能的新应用……从一系列新进展当中,人们可以透视世界科技创新大潮的新动向。

  

  能源科技新突破

  实现核聚变发电是人类追逐清洁、高效能源的重要途径之一。2023年12月,欧洲聚变能组织发布消息称,欧洲和日本共同建造和运营的核聚变反应堆JT-60SA正式投入运行。该装置目前在日本量子科学技术研究开发机构那珂研究所,其启动运行是核聚变历史上的一个里程碑。

  JT-60SA计划是国际热核聚变实验反应堆计划(ITER,又称“人造太阳”计划)的先行项目,其目标是研究聚变作为一种安全、大规模和无碳的净能源的可行性,使它所产生的能量比消耗的能量更多。

  ITER由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国七方共同参与建造,是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一。该计划旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术商业化可行性。加入ITER十余年来,中国持续贡献着“中国智慧”和“中国力量”。

  太空中的太阳能非常充裕,通过空间向地面进行能量的定点传输,可为人类提供用之不竭的清洁能源。因此,空间太阳能电站(SSPS)被视为解决能源危机、实现可持续发展的终极答案之一。

  2023年,西安电子科技大学段宝岩院士团队完成逐日工程——世界首个全链路、全系统SSPS地面验证系统。逐日工程突破的远距离高功率微波无线传能技术,应用前景广阔。在太空,可助力构建空间能源网、空间充电桩,破解空间算力、星上信息处理、空间攻防及超远程探测的供电难题。在陆海空,可为空中飞艇、无人机群、海上移动平台、灾害及边远区域无线供电。

  如何在太空中收集太阳能并传回地球?2023年6月1日,美国加州理工学院宣布,1月发射的一颗卫星已将微波束的能量导向太空中的目标,甚至还将一部分能量发送到地球的探测器上。

  该任务旨在进一步开发轻便、廉价和灵活的部件。微波发射器是一个由32个平面天线组成的阵列,排列在比餐盘稍大的表面上。通过改变发送到不同天线的信号的时间,研究人员可以控制阵列的波束。他们把它对准一对微波接收器,然后随意将光束从一个接收器切换到另一个接收器,并点亮每个接收器上的LED。

  基础研究活力足

  从“人造太阳”到超导量子计算机,人类在能源、信息等相关前沿研究领域的重大科技突破背后,都离不开超导材料与超导技术的发展。

  超导是人类发现的第一种宏观量子现象,具有丰富科学内涵和广阔应用前景。超导材料已被广泛地应用于能源、信息、医疗、国防、交通等领域,在许多方面发挥着重要的作用。

  2023年7月12日,《自然》杂志刊登了中山大学王猛教授团队与清华大学、华南理工大学等单位合作的成果:首次发现在14GPa压力下达到液氮温区的镍氧化物超导体。这是由中国科学家率先独立发现的全新高温超导体系,是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料,是基础研究领域的重要突破。这一研究成果将有望推动破解高温超导机理,使设计和预测高温超导材料成为可能,使超导在信息技术、工业加工、电力、生物医学和交通运输等领域实现更广泛的应用。