萬物始于光。國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER),俗稱“人造太陽”,正是人類向實現商業聚變堆邁進的關鍵一步。而中國正是以此為契機,為應對全球氣候變化、和平利用核能和人類可持續發展貢獻著“中國智慧”和“中國方案”。
在電影《厲害了我的國》中,中核集團核工業西南物理研究院的中國環流器二號A亮相,不僅成為創新中國的示范案例,還為中國加入國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)十年來貢獻了自己的力量。
ITER十年我們交出成績單
ITER計劃就是全球合作的典范。ITER十年,是國務院批準設立“國際熱核聚變實驗堆計劃專項”的十年,是全國人大常委會審議通過《聯合實施國際熱核聚變實驗堆計劃建立國際聚變能組織的協定》等兩個協定的十年,也是ITER組織正式成立的十年。這十年“含金量”非凡。
2003年中國正式以“平等伙伴”身份加入了ITER計劃談判,并最終以承擔10%的投資及任務加入ITER計劃。十年來,中國科學家在追求“人造太陽”之路上有著種種突破。
十年,中國的科研人員用一系列優異的成績單給出了響亮的回答:值得!
自2008年以來,我國陸續承擔了18個采購包的制造任務,涵蓋了ITER裝置幾乎所有關鍵部件,由上百家科研院所、企業承擔。在完成采購包任務過程中,中國建立健全了采購包制造任務實施管理機制,制定了采購包實施方案,確保我國承擔的采購包制造任務按時、保質、保量完成。
中核集團總工程師雷增光表示:“中核集團核工業西南物理研究院承接的ITER采購包任務涵蓋了關鍵部件的研發、設備制造、決策管理等領域。在與中科院等離子體物理研究所等科研院所、高校的良好合作下,在ITER采購包和核聚變國內研發方面取得了多項重大突破,在人類未來能源探索的道路上貢獻了中國力量,展示了中核精神。”
2016年,西南物理院負責研發的第一壁半原型件通過了高熱負荷測試,測試結果符合ITER組織認證要求,實現了該類部件在世界范圍內率先通過高熱負荷測試。此外,該院還成功建造了ITER磁體支撐全模型多維靜力測試系統,為ITER裝置和后期的安全穩定運行提供了有力保障。
除了高質量完成采購包計劃,中國還通過工程實踐,對ITER計劃原有的設計進行了改進,貢獻了中國智慧。比如,2008年中方指出ITER電源原設計方案存在不安全性,并提出了新的設計方案,經過多輪獨立專家論證,中方提出的新方案最終被ITER組織采納。
ITER十年我們成為領跑者
參與ITER項目的十年,是中國核聚變產業鏈培育并不斷完善的十年,是中國核聚變工程技術人才與團隊持續儲備的十年,是中國核聚變技術能力與管理水平大跨步前進的十年。
這十年,我國聚變領域科技在國際上由跟跑、并跑沖向領跑。
這十年,我國先后建成并升級改造了中國環流器二號A和東方超環EAST裝置,深入探索實現聚變能源的工程、物理問題。中國環流器二號A是我國第一個帶偏濾器的大型托卡馬克聚變研究裝置。該裝置在國內首次實現了高約束模式運行,繼美、日、歐之后,我國第四個實現了高約束模式運行。
談及中國環流器二號A裝置,核工業西南物理研究院院長劉永顯得非常興奮:“正因為中國在這些方面的進步,在和國際同行打交道的時候,我們會更加自信。比如,以前邀請國外專家來國內交流,他們會猶豫甚至拒絕。現在國外很多專家會組成團隊來我國開展聯合實驗。西物院每年都會舉行中法聯合實驗,這些國際交流在過去是很難想像的。通過國際合作交流,極大地提升中國在受控核聚變領域話語權。”
在聚變人才培養方面,中國積極培養和鍛煉了一支國際大科學工程研發和管理團隊。目前,已有超過3400名科學家、2700名學生加入到我國磁約束核聚變技術領域的研發團隊中。
除此之外,中國在材料科學、超導技術、精密加工等相關領域的研發能力和技術水平也取得了長足進步,有些技術已經成功實現產業化。中國國際核聚變能源計劃執行中心主任羅德隆告訴記者:“過去我們的超導線材全部依賴進口。如今,國內生產的產品不僅滿足了ITER要求,還成功打開了國際市場,出口其他國家。”
專家觀點:希望到2050年建成聚變商業示范堆。中國國際核聚變能源計劃執行中心主任羅德隆提到:十年蛻變,我們在管理、研發和設計優化方面,都發出了中國聲音,可以說中國用實際行動,為ITER計劃貢獻了“中國智慧”。
十年蛻變,我們完全有底氣說:我們能和世界頂級科學家在同一個平臺上工作。加入ITER,最終的目的還是掌握自主知識產權,為研發自己的實驗堆、甚至建立聚變電站打下基礎。希望到2050年建成聚變商業示范堆,實現聚變發電。這個計劃跟我國“兩個一百年”的目標相符合。
聚變能源發展需要全世界通力合作
歐洲核聚變研發創新聯盟。中國在短時間內取得了如此大的進展,并提出了切實可行、目標雄偉的CFETR計劃,非常難得。在過去10年中,中國和歐盟之間進行了緊密的合作,這是一個雙贏的局面。在聚變領域,中國是世界上為數不多有非常詳細計劃的國家。希望中方能夠獲得資金支持,盡早啟動自己的CFETR,這將成為推動聚變往前邁進的重要一步。
希望積極參與中國聚變堆示范堆建設
美國通用原子技術公司
中國聚變工程實驗堆是連結ITER到未來聚變堆必不可少的一步。
過去十年,中國有很多年輕的科學家參與到聚變的發展有目共睹,足以說明中國在聚變領域取得了長足的進步,并且已經成為世界聚變領域的引領者。更為重要的是,中國非常有雄心地提出了中國聚變工程實驗堆的計劃。這將重新定義世界聚變能源的發展速度和發展進程。我們非常支持中國聚變工程實驗堆的發展,并且希望積極參與其中。
(審核編輯: Doris)
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