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

漂亮!中國“人造太陽”成績單

可控核聚變被認為是人類的理想能源。為驗證核聚變發(fā)電的可行性,上世紀80年代,國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃被提出,目前已經(jīng)發(fā)展成為由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方30多個國家共同合作的計劃。

今年是中國加入ITER第十個年頭,作為計劃七方成員之一,我國承擔了什么任務(wù),未來核聚變研究又將如何發(fā)力?

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

ITER計劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,其目標是在和平利用聚變能的基礎(chǔ)上,探索聚變在科學(xué)和工程技術(shù)上的可行性。由于和太陽能量產(chǎn)生相似,該計劃通常也被稱為“人造太陽”。

2003年2月,我國正式加入ITER計劃談判;2008年,我國全面開展ITER計劃工作。“這是我國第一次以平等的身份,在設(shè)計規(guī)則之初就介入進去的計劃,對我國來說既是全新的嘗試,也是挑戰(zhàn)。”中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心主任羅德隆說。

羅德隆介紹,自2008年以來,我國陸續(xù)承擔了18個采購包的制造任務(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。10年來,我國嚴格按照時間進度和標準,執(zhí)行進度位居計劃參與國前列,高質(zhì)量地交付了有關(guān)制造設(shè)備和部件,贏得了國際同行的高度贊譽。

中國還為推進ITER貢獻了智慧。2008年,我國指出ITER電源原設(shè)計方案存在不安全性,并提出了新的設(shè)計方案,經(jīng)過多輪獨立專家論證,最終被ITER組織接受;我國在特殊環(huán)境焊接技術(shù)和異形鍛件等領(lǐng)域均實現(xiàn)了技術(shù)突破……

10年來,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,我國有超過3400名科學(xué)家和2700名研究生參與了ITER計劃的相關(guān)研究。

參與ITER計劃,大大提升了我國在聚變領(lǐng)域的科研實力,國際項目管理能力以及專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)能力。“我國在材料科學(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)水平取得長足進步。”羅德隆說,目前,我國在國際聚變界的影響力不斷增強,取得了多項國際第一的研究成果,使我國在核聚變領(lǐng)域處于與國際同等甚至某些方面領(lǐng)先的地位。

將運用全新的技術(shù)和材料,建設(shè)下一代核聚變裝置

羅德隆介紹,我國在積極參與ITER計劃和推進東方超環(huán)EAST實驗的同時,已經(jīng)瞄準下一個目標——設(shè)計和研發(fā)下一代核聚變裝置,并且將“運用全新的技術(shù)和材料”。

他透露,2011年,中國聚變工程實驗堆(CFETR)開始了設(shè)計研究。過去的幾年,項目集中了中國相關(guān)研究的骨干力量,2015年8月,CFETR概念設(shè)計完成,目前相關(guān)裝置已開始工程化設(shè)計。

“我國希望提出實現(xiàn)我國核聚變能源商業(yè)化的建議路線圖,為解決人類清潔能源利用問題做出中國貢獻。”羅德隆說,通過參與ITER計劃,我國核聚變在材料科學(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)水平取得長足進步,有些技術(shù)已經(jīng)成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,也為CFETR打下了基礎(chǔ)。

CFETR的建設(shè),同樣離不開國際交流與合作。今年11月,國際聚變界簽署《北京聚變宣言》,支持建設(shè)中國聚變工程實驗堆。《北京聚變宣言》表示,CFETR將為世界提供關(guān)鍵的能力,以開發(fā)和實驗未來商用電廠所需的關(guān)鍵元素。CFETR將為中國立足于聚變能發(fā)展前沿提供強大基礎(chǔ)。

“中國的核聚變研究水平提升很快,但與世界先進水平相比仍有差距。聚變研究應(yīng)該取長補短,未來CFETR項目,也將邀請世界各國的聚變專家參與,借助這個平臺探索和平利用聚變能的途徑。”羅德隆說。(記者 喻思南)