La tecnología controlada de fusión nuclear es un método de energía futuro que es muy esperado por toda la humanidad, y también se conoce como la fuente de energía definitiva del ideal de la humanidad. Sin embargo, ningún país lo ha logrado con éxito todavía.
En el proceso de realizar la fusión nuclear controlada controlada por láser, el "corazón" del dispositivo de controlador láser de alta potencia, el vidrio de neodimio láser de gran tamaño, es un material núcleo indispensable. Su tecnología clave para la producción en masa se llama la primera de las siete maravillas del Centro de Encendido Nacional (NIF) de los Estados Unidos. Hu Lili, subdirector del Comité Académico del Instituto de óptica de Shanghai y una excelente mecánica de la Academia de Ciencias de China e investigador del Departamento de Materiales Funcionales Optoelectrónicos Avanzados de láser avanzado, y su equipo de investigación son los investigadores que han superado la tecnología clave para la producción de masa de un vidrio de neodmium láser de gran tamaño.
Al ingresar al siglo XXI, Hu Lili y su equipo comenzaron la investigación y el desarrollo de nuevos vidrio láser y la tecnología de fusión continua para una producción en masa eficiente de vidrio de neodimio láser de gran tamaño, resolviendo todos los problemas técnicos clave necesarios para la producción en masa de vidrio neodimio de gran tamaño. El Instituto de Optica y Mecánica Fina de Shanghai también se ha convertido en la primera unidad del mundo en dominar independientemente la tecnología de producción de proceso completa de los componentes láser de vidrio neodimio.
El año pasado, ganó el Premio NFMOTT, un famoso premio en el campo de los materiales amorfos internacionales, convirtiéndose en la primera ganadora china del premio desde su establecimiento. Este año, Hu Lili también ganó el Premio del Presidente de la Asociación Internacional de Glass.
"Nuestra investigación eventualmente se aplicará en la práctica, por lo que estoy muy feliz de comenzar a partir de la investigación básica en el laboratorio y luego poner los resultados de la investigación en la aplicación". Hu Lili dijo en una entrevista con Yicai recientemente. También reveló que el equipo está presentando IA en la investigación y el desarrollo de nuevos vidrio para promover la innovación de paradigma en la investigación especial de vidrio.
El corazón de la fusión láser
A medida que se intensifica la competencia mundial de seguridad energética, el diseño de los principales países del mundo en el campo de la fusión nuclear se ha acelerado significativamente, y la tecnología de fusión internacional se ha desarrollado rápidamente. En diciembre de 2022, Estados Unidos logró con éxito un mayor excedente de energía en las reacciones de fusión nuclear. Hasta ahora, Estados Unidos ha logrado seis igniciones de fusión nuclear láser.
En 2024, el Ministerio de Ciencia y Tecnología, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y otros siete departamentos emitieron conjuntamente las "opiniones de implementación sobre la promoción de la innovación y el desarrollo de futuras industrias", señalando que es necesario fortalecer la investigación y el desarrollo de tecnologías centrales clave para la energía futura representadas por la fusión nuclear. La realización de la aplicación de energía de fusión es el objetivo final de la estrategia de tres pasos de mi país de "reactor de reactor de reactor de reactor térmico" para el desarrollo de la energía nuclear.
En enero de este año, el dispositivo Tokamak East totalmente superconductor de mi país, conocido como el "Sol Artificial", logró resultados importantes y logró con éxito con éxito con éxito el estado estacionario de alta potencia de alta potencia de alta configuración de más de 100 millones de grados para 1066 segundos, una vez más, creando una nueva energía de registro mundial para la operación del modo de modo de altura alta del dispositivo de tokamak, las nuevas expectativas de las personas para la Aplicación de la Aplicación de la Aplicación de la Aplicación de la Aplicación de la Aplicación.
Laser Drive es otra forma de lograr la fusión nuclear. Para lograr la fusión nuclear controlada controlada por láser, necesitamos vidrio de neodimio láser autocontrolado. Debido a su gran tamaño y requisitos de índice de rendimiento extremadamente alto, la tecnología de fusión continua de vidrio de neodimio láser de gran tamaño desafía los límites de la fabricación de vidrio óptico y se conoce como la primera de las siete maravillas de la instalación nacional de encendido de los Estados Unidos. Estados Unidos ha trabajado con dos principales compañías de vidrio óptico en Alemania y Japón durante seis años para lograr la fusión continua de vidrio de neodimio láser de gran tamaño. Creen que esta tecnología es extremadamente difícil. Después de completar el suministro de vidrio de neodimio para los dos principales dispositivos de fusión láser en los Estados Unidos y Francia, desmantelaron la línea de fusión continua de vidrio de neodimio láser de gran tamaño.
Por lo tanto, conquistar la tecnología de preparación por lotes de vidrio de neodimio de gran tamaño se ha convertido en un problema difícil que Hu Lili y otros investigadores científicos deben resolver con urgencia.
Hu Lili explicó que la razón por la cual el vidrio láser de neodimio es el "corazón" de la fusión nuclear láser es que es un vidrio especial que contiene iones luminiscentes de tierras raras-iones de neodimio, que pueden generar láseres o amplificar la energía láser bajo la excitación de la "luz de la bomba" y es el "corazón" del láser. El rendimiento del vidrio de neodimio láser determina directamente la energía de salida del dispositivo láser. Es el medio de trabajo láser con la energía de salida más alta conocida por la humanidad. En el gran dispositivo de fusión nuclear láser científico conocido como el "pequeño sol artificial", el vidrio láser de neodimio siempre ha jugado un papel insustituible.
Desde el establecimiento del Instituto de óptica de Shanghai y la excelente mecánica de la Academia de Ciencias de China en 1964 hasta finales del siglo XX, el equipo láser de vidrio Neodymium de Neodymium representado por los académicos Gan Fuxi y Jiang Zhonghong ha hecho innovaciones desde cero en la investigación del láser Neodymium Glass durante más de 30 años. Han desarrollado sucesivamente vidrio de neodimio láser de silicato, vidrio de neodimio de láser de fosfato N21 y N31, y proporcionaron materiales de trabajo centrales para la serie de dispositivos "Shenguan" de mi país.
Desde 2005, Hu Lili y su equipo han estado trabajando en las cuatro tecnologías básicas clave de fusión continua, recocido de precisión, hemting y detección durante casi diez años en función de la investigación básica. El más difícil de estos es la tecnología de fusión continua de vidrio de neodimio láser de gran tamaño. 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 Vidrio de neodimio láser de gran tamaño. Los logros relevantes han ganado el "Premio especial de invención tecnológica de Shanghai" en 2016, el "Segundo Premio Nacional de Invención Tecnológica" en 2017 y el "Premio al Logro Científico y Tecnológico sobresalientes de la Academia de Ciencias de China" en 2022.
"Nos encontramos con muchos desafíos en el proceso de investigación, especialmente a medida que el experimento progresó, un problema tras otro fue expuesto, y no hubo otra manera. Solo podíamos sentarnos y verificar la literatura y comenzar desde teorías muy básicas. Por ejemplo, qué cambios tendrán el comportamiento de flujo de la melodía de vidrio durante el proceso de formación de vidrio. Además, todos a menudo todos eliminan los datos de la prueba para la discusión y razonamiento, y estos datos fallidos son la madre de nuestra madre de nuestro éxito". " Hu Lili dijo a los periodistas.
Resolver las necesidades de la industria
Además del vidrio láser de neodimio, Hu Lili también ha realizado avances clave en la fibra de cuarzo de campo de modo grande dopado con Ytterbium, fibra de cuarzo dopada con neodimio de alta potencia y vidrio de cuarzo de alta pureza.
Tomando la fibra láser de alta potencia como ejemplo, ya que los láseres de fibra usan fibra óptica como medio láser, tienen las ventajas de la calidad del haz ideal, la eficiencia de conversión ultra alta, sin mantenimiento, alta estabilidad y tamaño pequeño. Su rango de aplicaciones es muy amplio, incluida la comunicación de fibra láser, la comunicación de larga distancia del espacio láser, la construcción naval industrial y las operaciones quirúrgicas. Desde principios del siglo XXI, los láseres de fibra han ocupado gradualmente la mitad del mercado de láser, pero algunos productos de fibra láser de alta potencia son difíciles de obtener del mercado internacional. Desde 2011, Hu Lili y su equipo se han centrado en los tres problemas difíciles que afectan la eficiencia del láser, la estabilidad del poder y la confiabilidad a largo plazo de las fibras láser de alta potencia. En 8 años, tomaron la delantera en China para superar la tecnología clave de preparación masiva de 10, 000- Watt Ytterbium dopadas con fibras de campo de modo de modo grande.
Como el principal cuerpo de innovación tecnológica, las empresas son más sensibles a la demanda del mercado.
"En 2018, una compañía de alta tecnología se nos acercó y preguntó si podíamos ayudarlos a hacer fibras láser de alta potencia porque no podían comprar productos a nivel internacional. En ese momento, también estábamos investigando en esta área, por lo que el equipo se comunicó estrechamente con la compañía, iteró repetidamente el producto y resolvimos sus necesidades reales". Hu Lili dijo.
El avance tecnológico de 10, 000-} Watt-Class Ytterbium doped Fiber ha permitido que los láseres de fibra de alta potencia de mi país estén equipados con "núcleos" domésticos, reduciendo el costo de fabricación de los láseres de alta potencia. Desde 2019, el equipo ha logrado ventas directas de más de 200 millones de yuanes y beneficios económicos indirectos de más de 1.800 millones de yuanes; Además, también ha satisfecho las necesidades urgentes de los láseres de fibra de alta potencia en entornos espaciales.
En cuanto al diseño de investigación futuro, Hu Lili, que ha estado en la industria durante 38 años, también tiene nuevas ideas.
En su opinión, con el desarrollo de la IA, el paradigma de la investigación del vidrio debe cambiarse con urgencia. "Estamos introduciendo IA en la investigación y el desarrollo de nuevos vidrio, y también estamos construyendo una plataforma de investigación de relación de actividad de estructura de vidrio que cubre la caracterización del rendimiento de la estructura de vidrio, la simulación de dinámica molecular y el modelado asistido por AI-AI". Ella introdujo que espera construir una plataforma especial de relación estructura-actividad de material de vidrio que integre la preparación de alto rendimiento, el modelado asistido por AI y la verificación de la caracterización estructural durante el período del "Plan 15 años".
