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新闻资讯

2023-10-23中国新闻网

环境技术 2023年8期
关键词:压缩空气等离子体半导体

国际首套300 MW先进压缩空气储能系统膨胀机下线

8月17日,从中国科学院工程热物理研究所获悉,我国在压缩空气储能系统研发方面取得重大突破,由该所和中储国能公司联合研发的国际首套300 MW先进压缩空气储能系统膨胀机完成集成测试,顺利下线。

储能技术是实现“双碳”目标的关键支撑技术。“压缩空气储能具有规模大、成本低、效率高、环境友好等优点,是最具发展潜力的大规模储能技术之一。”中国科学院工程热物理所研究员徐玉杰说,膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件,其性能对整个系统的性能具有决定性影响。

经过多年的不懈努力,研发团队先后攻克了全三维设计、复杂轴系结构、动态调节与控制等关键技术难题,研制出完全自主知识产权的国际首台300 MW先进压缩空气储能系统多级高负荷膨胀机。

2023年8月初,研发团队完成了300 MW压缩空气膨胀机的集成测试,各项测试结果均达到或超过设计指标,具有集成度高、效率高、启停快、寿命长、易维护等优点。徐玉杰介绍,相比100 MW先进压缩空气储能系统,300 MW先进压缩空气储能系统的规模将提高3倍,单位成本会降低(20~30)%,效率提高(3~5)%。

“该300 MW压缩空气膨胀机的成功研制,是我国压缩空气储能领域的重要里程碑,推动了我国先进压缩空气储能技术迈向新的台阶,标志着国际首套300 MW先进压缩空气储能国家示范项目取得重大进展。”徐玉杰说道。

(来源:科技日报)

新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展

▲新一代人造太阳“中国环流三号”

8月27日,从中核集团获悉,日前,新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展,首次实现100万A等离子体电流下的高约束模式运行,再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录,标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。

业内人士表示,为实现聚变能源,需要提升等离子体综合参数至聚变点火条件。磁约束核聚变中的高约束模式(H模)是一种典型的先进运行模式,被选为正在建造的国际热核聚变试验堆(ITER)的标准运行模式,能够有效提升等离子体整体约束性能,提升未来聚变堆的经济性,相较于普通的运行模式,其等离子体综合参数可提升数倍。

▲“中国环流三号”首次实现100万A等离子体电流下的高约束模式运行

据介绍,可控核聚变具有资源丰富、环境友好、固有安全等优势,是目前认识到的能够最终解决人类能源问题的途径之一,可控核聚变是我国核能发展“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略体系的组成部分,对我国经济社会发展、国防工业建设具有重要意义。

“在实现百万安培等离子体电流高约束模式运行的基础上,新一代人造太阳‘中国环流三号’团队,将进一步发展高功率加热和电流驱动、等离子体先进运行控制等核心技术,实现堆芯级等离子体运行,研究前沿聚变物理,为我国开展聚变燃烧实验、自主建造聚变堆奠定基础。”中核集团相关负责人表示。

(来源:人民网)

我国半导体量子计算芯片封装技术进入全新阶段

8月10日,从量子计算芯片安徽省重点实验室获悉,我国科研团队成功研制出第一代商业级半导体量子芯片电路载板,该载板最大可支持6比特半导体量子芯片的封装和测试需求,使半导体量子芯片可更高效地与其他量子计算机关键核心部件交互联通,将充分发挥半导体量子芯片的强大性能。

量子计算机具有比传统计算机更高效的计算能力和更快的运算速度,在多种不同技术路线中,半导体量子计算因其自旋量子比特尺寸小、良好的可扩展性、与现代半导体工艺技术兼容等优点,被视为有望实现大规模量子计算机处理器的强有力候选之一。

据了解,要实现半导体量子计算,需要该体系下稳定、可控的量子比特,芯片载板则扮演了支持量子芯片与外界测量链路及测控设备建立稳定连接的关键角色。但该领域资金投入大、技术壁垒高导致整体研发周期长、研发难度大。目前国际上生产半导体量子芯片载板的仅有丹麦一家量子计算硬件公司。

“量子芯片载板是量子芯片封装中不可或缺的一部分,量子芯片的载版就好比城市的‘地基’,它能够为半导体量子芯片提供基础支撑和信号连接,其上集成的电路和器件可有效提升量子比特信号读取的信噪比和读出保真度,确保量子芯片稳定运行。该载板高度集成的各类量子功能器件和电路功能单元,极大地提升了量子芯片的操控性能。”量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙介绍,“研发出这款半导体量子芯片电路载板可以大大节约我国在半导体量子计算技术路线的研发生产成本,也标志着我国半导体量子计算芯片封装技术进入全新阶段。”

(来源:光明日报)

空间应用成果频现 航天技术创新“更好更快 更省”

8月18日,中国载人航天工程办公室召开载人航天工程空间应用与发展情况介绍会,中国载人航天工程新闻发言人林西强介绍,目前,国家太空实验室已正式运行,空间应用有序展开、成果频现。截至目前,空间站在轨空间科学研究与应用项目涉及空间生命科学与人体研究、微重力物理和空间新技术领域,部分项目已取得阶段性应用成果。中国载人航天工程自1992年立项实施,已有4 000余项成果广泛应用于国家各行各业。

航天技术试验领域作为空间站应用任务的一个重要领域,有哪些代表性成果?

2017年4月至9月,航天技术试验领域完成了“立方星在轨部署发射器试验”等四个天舟一号试验项目的在轨试验,圆满完成了天舟一号飞行任务。2022年10月,航天基础试验机柜随梦天实验舱入轨,支持各类试验项目的在轨滚动实施,为航天新技术的创新发展提供了强大的验证平台,已成功完成在轨功能测试和“斯特林热电转换”等多个项目在轨试验。

航天科技集团五院航天技术试验领域相关研制人员:目前航天技术实验领域完成了空间液态金属的空间热管理的技术试验,虽然听起来是个空间的试验,但是其实热控技术无处不在,我们知道有时候电脑过热或者大功率的器件,都有这个问题,设备或者是芯片它过热之后,包括寿命、性能以及可靠性都会有所下降,所以通过这些热控的技术能够使它工作得更为稳定,工作得更为可靠。

航天技术试验领域根据领域总体研究规划,空间站应用与发展阶段将开展在轨制造与建造技术、机器人与自主系统技术、新型能源与推进技术、环控与生保系统技术、航天器共性新技术5个研究主题29个研究方向的技术试验。

航天科技集团五院航天技术试验领域相关研制人员:我们都希望,通过空间站这样一个强大的试验平台,能够把一些新的技术,快速通过试验的形式获取非常宝贵的试验数据,基于它平台强大的机电热信息的能力,能够获取到非常多的一些数据。

(来源:央视新闻)

中国科学院:“力箭”首飞一周年 “创新X科学航班”启航

7月28日,从中国科学院获悉,在该院自主研制的“力箭一号”固体运载成功首飞及其搭载“创新X”系列科学试验卫星顺利入轨运行一周年之际,中国科学院微小卫星创新研究院(卫星创新院)与中科宇航公司27日在上海联合举行“创新X首发星在轨试验总结会”,展示丰硕的科学与技术成果,并联合发布“创新X科学航班”计划,旨在开创低成本空间科学与新技术试验的新范式,为更多全球科学家提供服务。

据中国科学院卫星创新院介绍,截至目前,“创新X”卫星已完成44项新技术在轨验证,既包含边缘计算型视觉芯片、InSb红外探测器、宇航级半导体温控等新器件技术,也包含微牛级冷气微推、超高频脉冲管制冷、3D打印钛合金高压气储结构、中国国产舱外无磁光纤等部组件技术,可为未来空间探测任务供丰富的新技术产品。

“创新X”首发星取得的丰硕科技成果,也为后续“航班”式搭载模式创造良好开端。中国科学院卫星创新院“创新X”卫星系统总师张永合与中科宇航有限公司总裁杨毅强共同宣布“创新X科学航班”计划启航,其基于“创新X”首发星的实践经验与成果,将继续探索空间科学研究与技术验证新范式。

“创新X科学航班”将面向全球征集有在轨验证需求的新载荷、新产品,利用“力箭”的发射机会,每年搭载4颗50 kg级科学微纳星、2颗100 kg级科学微小卫星、1颗600 kg级科学试验卫星,为全球科学家、科研机构、大学、空间公司提供全链条搭载服务。

杨毅强称,在“力箭”运载火箭的每次发射任务中,都会为科学试验卫星预留专门舱位,提供灵活、便捷的入轨机会,以创新的模式,支持空间科学技术的发展。

张永合表示,“创新X科学航班”大量面向空间科学、空间应用研究的新载荷、新技术产品,长期停留在实验室内,停留在地面试验阶段。此次火箭与卫星联合,旨在建立可持续的低成本在轨验证新模式,帮助更多科学家、科技工作者实现航天梦。

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