TA的每日心情 | 无聊 2016-12-14 15:37 |
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说明:以下每个科技都能在原文中找到中,英,日文三种语言的科普或者报道。大多数已经运用到社会的各个方面,少部分为实验室成果。
转载:日本巅峰科技总结,汇总:
1全球单一国中最先进的超导托卡马克装置(最大Q值 最大三重积)——日本JT-60(U)和升级版JT-60SA (集中7国之力的国际热核聚变实验堆(ITER)以JT60SA为模地板建设),曾在2004年以2000万摄氏度的炉中温度状态下将高约束稳态等离子体维持了31分45秒,2006年在1亿度状态下将稳态等离子体由原先的16.5秒维持时间提升到了28.6秒。此时,几年前的成果。
最新成果补充:
日本nifs(国立聚变科学研究所)于去年底运用LHD大型螺旋装置在受控核聚变实验中达成的3项最新成果
A:开发出电磁波生成等离子提前消除真空内壁气体氢技术,以20000kw热出力将密度为10兆个/cc的等离子体中心高参等离子提升到摄氏9400万度,并以1200kw热出力将密度同为10兆个/cc的等离子体中心电子加热到摄氏2300万度并维持稳态放电48分钟,成功将自己保持的定常等离子体输入总热能1.6GJ(吉焦)的世界记录刷新为3.4GJ
B:世界首次模拟再现了氦离子流在轰击核聚变炉的护壁主材钨时形成纳米氦泡状结构从而干扰聚变反应的整个过程
LHD(large helical device)是日本独有的把传导线圈做成螺旋状的磁约束核聚变实验装置,相比于同属磁约束类的传导线圈为环面状的tokamak(托卡马克)型装置,LHD具有同等电流下能更安定长时间将等离子体封入磁场内的优势,但是相对的立体构造比tokamak型要更难设计
C:在导体方面,nifs以和日本东北大学合作新研制的低阻抗接合+重叠积层法为基础开发出的钇系超导带状线材制大型磁石,在绝对温度20k(摄氏-253温度)状态下通电后成功获得达10万A(安培)的高温超导电流,创造了受控核聚变领域的新世界记录,为核聚变发电的最终实现迈出重要一步
2 目前全球最大已经建成的螺旋型装置磁约束仿星器——日本LHD,已经运行多年。德国还在建造中。
The Large Helical Device (LHD) project involves construction of the world's largest superconducting helical device, which employs a heliotron magnetic field originally developed in Japan. The objectives are to conduct fusion-plasma confinement research in a steady-state machine and to elucidate important research issues in physics and engineering for helical plasma reactors.
最新成果补充:ri本nifs于去年11月初至今年2月初期间运用LHD在第18次磁约束受控热核聚变实验中达成的3项最新成果
通过增强微波加热器数量以及最新开发的燃料粒子最适化入射控制法,将密度通为10兆个/cc的等离子体内中心高参等离子与中心电子同时加热至7000万℃与8800万℃,突破了2013年创下的7000万℃/6700万℃记录;将平均密度20兆个/cc的等离子体中心电子加热至1.2亿℃;在10000gauss(1tesla)磁场强度下将代表核聚变堆经济性的以尽可能低压磁场封闭更高压等离子体的β值(等离子体压力/磁场压力)提升到4%+
借助与mei国princeton大学等离子物理研究所联合新设计的仿真代码,用计算机模拟再现了包围在中心等离子体四周的混乱态环状磁力线,有助更进一步了解磁场内复杂的磁通量面构造
与ri本东北大学hasegawa博士合作,通过向纯钨金属中添加少量kalium和rhenium元素,滚轧加工出具有微细兼小非等方性结晶粒的可在1000-1300℃间维持高坚固度的钨材料,解决了一直以来高熔点钨金属在超过1000℃高温中会因耐拉伸性能下降引起的裂痕变形问题,推进堆芯对向设备用材料的研究
3由日本国立极地研究所提供技术支持并和中国极地研究所共同建造的世界第一挖掘深度的深冰芯钻机在南极冰床最高点探测100万年前的极地气候变化
4世界第1(万米+) 第2(7000米+)下潜深度的深海无人探测机——日本“海沟7000” “海沟7000II”
5世界最高精度与第2臂展的引力波望远镜——日本LCGT(kagra) (激光干折计超过3km的实物只有美国的2台)
6世界上性能最强的宇宙暗物质探测器——日本东京大学XMASS,比一般的暗物质探测器敏感度高了50倍。除了探测暗物质,还探测超低能量太阳中微子。利用双β衰变的实验探索中微子质量。The sensitivity of the detector is 50 times that of the detectors of previous dark matter search experiments. It is considered probable that this detector will be able to directly capture and detect dark matter. There are also plans to extend the XMASS experiment beyond dark matter to experiments with low-energy solar neutrinos, which cannot be observed by Super-Kamiokande, and double beta decay experiments to measure the mass of neutrinos.
7光学领域最重要母机之一的大型衍射光栅刻划机,全球只有3-4个国家有能力造,日本日立保有最高刻划精度10000g/mm
8全球首台达到14nm节点制程能力的光刻机——日本尼康NSR-S621D。最新的7-10NM节点的ArF液浸扫描光刻机nsr-s630d已经由尼康出炉,参数超越ASML旗舰。nsr-s630d与Asml公司旗舰duv型的twinscan nxt1970ci相比,smo/mmo套刻对准精度要高于后者 。
9日本gigaphoton做为世界首家研发成功并量产目前本世代深紫外光刻(DUV)技术中最先进的ArF 193nm准分子激光光源的厂商。在光源这个光电子领域最上游的环节中,gigaphoton和cymer也是仅存的两家有能力开发次世代极紫外光刻机用LPP型(激光等离子体)光源的制造商。
10日本尼康继年向intel提供4台后,又接到由Intel IBM GLOBALFOUNDRIES TSMC Samsung共同投资的次世代芯片晶圆联盟Global 450 Consortium的价值300-400亿日元的450mm级液浸晶圆曝光机订单。 也是目前为止仅有的两笔450mm晶圆制造设备订单,在次世代晶圆用母机领域,尼康已经领先死对头ASML和日本同行一步。 截止2013年度,日本gigaphoton的用于制造激光光源的准分子激光器已在全世界累计交付过千台,今后还将持续增长,其最新的ArF准分子激光器——GT63A已向ASML出货。
11世界亮度最强 精度最高的瞬时B介子加速器——日本SuperKEKB
12世界最高波束亮度 强度生成能力的能量回收光源光阴极直流电子枪——日本pearl
13世界上仅有的2台能实时观察原子排列变化蓄电池用中子束照射分析设备——日本spica
14目前全球高端电子显微镜主要有两大品牌:JEOL和FEI,前者是日系后者是美系,这里说下日系的 美国能源部橡树岭国家实验室引进具有原子级分辨率的JEOL-2200FS像差校正场发射透射电镜提升精密材料学的研究水准,并建立全球实验室以让境外如伦敦帝国理工的科学家通过高带宽低延迟网络远程操控JEOL的此电镜
15除开原子级分辨率的日本JEOL-2200FS像差校正场发射透射电镜,橡树岭国家实验室内还配有日立的HF-3300型场发射透射电镜和S4800型场发射扫描电镜.
16具有可以将微观世界探索带入另一个时代的全球唯一的一台原子纳米级全息电镜也已经被日本开发成功了——来自日本日立
17每6500万年误差1秒,东大诺奖后选科学家prof.Hidetoshi katori的其中一杰作——世界上最精密的钟表“镱原子光晶格钟”,此产物已被国际度量衡委员会定为下一代国际时间标准的参照物后选
18日本超算“京”在另外一个超级计算机排行榜(Graph500)中再次排名世界第一,跟中国神威太湖之光研发方向不同。并称超级计算机界两大巅峰。与TOP500的作用类似,Graph500也用于比较超级计算系统的性能,不过它更偏重分析超级计算机在模拟生物、安全、社会以及类似复杂问题时的吞吐量,而非TOP500那样偏重传统的数值运算能力。
19世界第一个兼最大的超短脉冲高速快点火式人造太阳装置——大阪大学firex-1(lfex),并且自上世纪80年代日本实现全球第一个激光聚变装置GEKKO-XII起就积累了最好的光参量啁啾脉冲放大技术,这保证了他不需要将激光总功做到太高最终同样可以达到内爆的目的,事实上跟距阪大最新的官方成果报告来看,LFEX-II已很接近将激光功率提升到10PW级。
20世界在服役中吨位第2(5万t级)的油压锻造机——日本J-aerogorge;上图为此设备效果图,第2张为组成部分,第3张为之前由日本制钢所建造的日本国内最大级锻造机械。
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