载人球舱是万米载人潜水器的核心部件。12月15日,我国深海重大专项——万米载人潜水器载人舱球壳完成焊接。该潜水器建成后,可在覆盖世界最大深度的海洋开展载人下潜和科考作业。
在即将过去的一年,无人潜水器“海龙”“潜龙”深海装备成功海试并被应用,标志着我国在深海重大装备的设计、制造方面已具备产品化开发制造能力。
龙桂鲁教授认为波函数是微观物体的真实存在
清华大学提出波函数全新观点
有那么一个世界:崂山道士的穿墙术成为可能,你脚下的大地也不再坚实,甚至世界的客观实在性也消失了,一切都要用概率来解释。这就是量子力学的世界,其理论核心之一就是利用波函数来描述微观物体的量子状态。
波函数理论已经衍生出诸如激光、半导体和核能等高新技术,深刻变革了人类生活方式。多年来,物理学家们提出各种关于波函数的假设和诠释,并设计出各种实验进行验证,却始终没有达成共识。其中最主流声音认为,波函数仅是一种数学描述,用来计算微观物体在某处出现的概率。
2018年,清华大学龙桂鲁教授以第一和通讯作者身份,在《中国科学:物理学 力学 天文学(英文版)》上发表的一项研究,提出完全不同的全新观点,认为波函数是微观物体的真实存在,不再是简单的数学描述, 打破了人们对波函数的传统认识, 有利于帮助人们深刻理解量子规律, 进一步探索微观世界。
中国“人造太阳”实现1亿度
核聚变就像氢弹爆炸或太阳内部反应,温度超高,一般容器没法盛放。被寄予最大希望的核聚变实验方案叫“托卡马克”——用超强的磁场约束高温的核燃料。
EAST又称东方超环,是中国研制的世界第一个非圆截面全超导托卡马克,也是我国第四代核聚变实验装置。它的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以也被称为“人造太阳”。它的外形像一个甜甜圈,它使用超导体,以最小的能耗获取最强的磁场。
11月,中科院等离子体所发布消息,我国大科学装置“人造太阳”——EAST取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。
第二次青藏科考公布首期成果
2017年,我国启动了第二次青藏科考,有别于“地理大发现”式的第一次青藏科考,这次,科学家们聚焦世界第三极的青藏高原的“变化”,围绕青藏高原地球系统变化及其影响这一关键科学问题,揭示机理,同时为优化青藏高原生态安全屏障体系提出科学方案。
2018年9月,第二次青藏高原综合科考举行首期成果报告会,科考队总队长、中科院青藏高原研究所姚檀栋院士说:“过去60年来,我们经历了人类历史上前所未有的气候变暖,青藏高原作为世界第三极,是全球气候变化最敏感地区之一,其升温率超过全球同期平均升温率的两倍。”
青藏高原被誉为生物演化的“天然实验室”。从植物到动物,从骁勇善战的大型肉食动物到苟且营生的小型鼠类,在青藏舞台上陆续登场之后,或就地适应,或迁徙他处。在中科院古脊椎动物与古人类研究所所长邓涛研究员看来,青藏地区的生物演化历程撑起了今天世界生物多样性的主体。
核燃料有了新选择
燃料组件是核反应堆的核心,是影响核电安全性和经济性的最重要因素。
锆合金材料是核反应堆堆芯的关键结构材料,作为构成燃料组件的“骨骼”和“皮肤”,锆合金被称为核反应堆的“第一道安全屏障”,长期以来,国内核电站燃料组件所用的锆合金材料基本依赖进口。11月,中核集团宣布,我国首个自主研发的满足三代核电要求的锆合金材料——CF3核燃料组件N36锆合金材料批量化首批产品成功下线通过验收。
与通过研发新的包壳/芯块材料以提高燃料性能的技术路径不同,11月26日,我国在国际上首次完成环形燃料零功率物理实验,环形燃料主要通过改变元件结构提升整体性能。这种结构完全革新的先进燃料元件芯块被制成环状,内外表面被加装包壳管,有内外两个冷却剂通道,以增加传热面积、提高换热效率。与现有压水堆相比,若保持堆芯输出功率不变,燃料芯块和包壳的峰值温度更低,将显著提升堆芯安全性;若维持现有安全裕度不变,通过计算模拟证明,堆芯输出功率可提升20%—50%,大幅提高核电经济性。