參與ITER計(jì)劃十年來(lái),我國(guó)核聚變技術(shù)由跟跑并跑向領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變

漂亮!中國(guó)“人造太陽(yáng)”成績(jī)單

可控核聚變被認(rèn)為是人類(lèi)的理想能源。為驗(yàn)證核聚變發(fā)電的可行性,上世紀(jì)80年代,國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃被提出,目前已經(jīng)發(fā)展成為由中國(guó)、歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)七方30多個(gè)國(guó)家共同合作的計(jì)劃。

今年是中國(guó)加入ITER第十個(gè)年頭,作為計(jì)劃七方成員之一,我國(guó)承擔(dān)了什么任務(wù),未來(lái)核聚變研究又將如何發(fā)力?

我國(guó)參與制定ITER計(jì)劃規(guī)則,高效高質(zhì)完成制造任務(wù)

ITER計(jì)劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一,其目標(biāo)是在和平利用聚變能的基礎(chǔ)上,探索聚變?cè)诳茖W(xué)和工程技術(shù)上的可行性。由于和太陽(yáng)能量產(chǎn)生相似,該計(jì)劃通常也被稱(chēng)為“人造太陽(yáng)”。

2003年2月,我國(guó)正式加入ITER計(jì)劃談判;2008年,我國(guó)全面開(kāi)展ITER計(jì)劃工作。“這是我國(guó)第一次以平等的身份,在設(shè)計(jì)規(guī)則之初就介入進(jìn)去的計(jì)劃,對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)既是全新的嘗試,也是挑戰(zhàn)。”中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心主任羅德隆說(shuō)。

羅德隆介紹,自2008年以來(lái),我國(guó)陸續(xù)承擔(dān)了18個(gè)采購(gòu)包的制造任務(wù),涵蓋了ITER裝置幾乎所有關(guān)鍵部件,共由上百家科研院所、企業(yè)承擔(dān)。10年來(lái),我國(guó)嚴(yán)格按照時(shí)間進(jìn)度和標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行進(jìn)度位居計(jì)劃參與國(guó)前列,高質(zhì)量地交付了有關(guān)制造設(shè)備和部件,贏得了國(guó)際同行的高度贊譽(yù)。

中國(guó)還為推進(jìn)ITER貢獻(xiàn)了智慧。2008年,我國(guó)指出ITER電源原設(shè)計(jì)方案存在不安全性,并提出了新的設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過(guò)多輪獨(dú)立專(zhuān)家論證,最終被ITER組織接受;我國(guó)在特殊環(huán)境焊接技術(shù)和異形鍛件等領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破……

10年來(lái),ITER組織中方職員數(shù)量持續(xù)上升,目前有74人,占比為9.4%,為歐盟外的六方之首。截至2016年底,我國(guó)有超過(guò)3400名科學(xué)家和2700名研究生參與了ITER計(jì)劃的相關(guān)研究。

參與ITER計(jì)劃,大大提升了我國(guó)在聚變領(lǐng)域的科研實(shí)力,國(guó)際項(xiàng)目管理能力以及專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)能力。“我國(guó)在材料科學(xué)、超導(dǎo)技術(shù)、精密加工等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步。”羅德隆說(shuō),目前,我國(guó)在國(guó)際聚變界的影響力不斷增強(qiáng),取得了多項(xiàng)國(guó)際第一的研究成果,使我國(guó)在核聚變領(lǐng)域處于與國(guó)際同等甚至某些方面領(lǐng)先的地位。

將運(yùn)用全新的技術(shù)和材料,建設(shè)下一代核聚變裝置

羅德隆介紹,我國(guó)在積極參與ITER計(jì)劃和推進(jìn)東方超環(huán)EAST實(shí)驗(yàn)的同時(shí),已經(jīng)瞄準(zhǔn)下一個(gè)目標(biāo)——設(shè)計(jì)和研發(fā)下一代核聚變裝置,并且將“運(yùn)用全新的技術(shù)和材料”。

他透露,2011年,中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)開(kāi)始了設(shè)計(jì)研究。過(guò)去的幾年,項(xiàng)目集中了中國(guó)相關(guān)研究的骨干力量,2015年8月,CFETR概念設(shè)計(jì)完成,目前相關(guān)裝置已開(kāi)始工程化設(shè)計(jì)。

“我國(guó)希望提出實(shí)現(xiàn)我國(guó)核聚變能源商業(yè)化的建議路線圖,為解決人類(lèi)清潔能源利用問(wèn)題做出中國(guó)貢獻(xiàn)。”羅德隆說(shuō),通過(guò)參與ITER計(jì)劃,我國(guó)核聚變?cè)诓牧峡茖W(xué)、超導(dǎo)技術(shù)、精密加工等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步,有些技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,也為CFETR打下了基礎(chǔ)。

CFETR的建設(shè),同樣離不開(kāi)國(guó)際交流與合作。今年11月,國(guó)際聚變界簽署《北京聚變宣言》,支持建設(shè)中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆。《北京聚變宣言》表示,CFETR將為世界提供關(guān)鍵的能力,以開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)未來(lái)商用電廠所需的關(guān)鍵元素。CFETR將為中國(guó)立足于聚變能發(fā)展前沿提供強(qiáng)大基礎(chǔ)。

“中國(guó)的核聚變研究水平提升很快,但與世界先進(jìn)水平相比仍有差距。聚變研究應(yīng)該取長(zhǎng)補(bǔ)短,未來(lái)CFETR項(xiàng)目,也將邀請(qǐng)世界各國(guó)的聚變專(zhuān)家參與,借助這個(gè)平臺(tái)探索和平利用聚變能的途徑。”羅德隆說(shuō)。(記者 喻思南)