2024年2月29日,世界上最大的“人造太阳”国际热核聚变试验堆(ITER)真空室模块组装合同正式与中核集团中核工程牵头的中法联合体签订。这是中国在成功安装其心脏设备后,再次承担其核心设备的安装任务。

走近世界上最大的“人造太阳”

ITER是世界上规模最大、影响最深远的国际大科学项目之一,旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术的商业化可行性。ITER是一种托卡马克装置,可以产生大规模的核聚变反应,被誉为世界上最大的“人造太阳”。

全球最大“人造太阳”主机安装,到底有多强?  第1张

图源:ITER Organization 官网

聚变能不同于不可再生能源和常规清洁能源,是人类未来能源的主导形式之一,具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点,也是最终解决人类社会能源问题和环境问题、促进人类社会可持续发展的重要途径之一。因此,核聚变研究是当今世界科学技术领域解决人类未来能源问题的重大国际合作计划。

ITER计划是实现聚变能商业化的重要一步,其目标是验证和平利用聚变能的科学性和技术可行性。ITER计划集成了当今国际受控磁约束核聚变研究的主要科学和技术成果,具有可靠的科学依据和坚实的技术基础。ITER计划在世界范围内的主流观点是:ITER建设和运行的科学和工程技术基础已经具备,成功的把握很大。经过示范堆和原型堆核电站阶段,聚变能可以在本世纪中叶商业化。

欧盟、中国、韩国俄罗斯日本印度美国共同承担ITER计划的七名成员。2006年,中国正式签署了加入该计划的合同。

推动“人造太阳”发展的中国力量

太阳核聚变反应后释放的能量来源于地球万物生长所依赖的光和热。国际热核聚变实验堆计划旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术的商业化可行性。

中国核聚变能研究始于20世纪60年代初。虽然经历了很长一段时间的艰难时期,但我们始终能够坚持稳定逐步的发展,在发展中国家建立了两个最大的现代化专业研究所,即核工业总公司所属的西南物理研究所。(SWIP)合肥等离子体物理研究所及中国科学院所属(ASIPP)。为培养专业人才,核聚变和等离子体物理专业或研究室已在中国科技大学、大连理工大学、华中理工大学、清华大学等高校成立。

一九九一年,我国开展了超导托克马克发展计划。(ASIPP),探索解决托克马克稳定运行问题。1994年,世界上第二大类似设备HT-7设备建成并运行。最近,第一个类似于ITER位形的全超导托克马克EAST初步建成。超导托克马克计划无疑为中国参与ITER计划的技术和人才做了进一步的准备。

2006年,中国正式签署了ITER计划。自2008年以来,承担了18个采购包的制造任务,包括核心关键部件,如磁体支撑系统、磁体馈线系统、电源系统、辉光放电清洗系统、气体注入系统、耐高温反应堆芯“第一壁”等。

全球最大“人造太阳”主机安装,到底有多强?  第2张

图源:ITER Organization 官网

2019年9月,由中核集团核心工程牵头的中法联合体与ITER签订了TAC-1安装合同,标志着中国开始深入参与安装实验堆“心脏”-托卡马克装置核心设备。在合同执行过程中,项目团队始终坚持国际合作精神,实现安全生产,整体质量控制,完成一系列重大里程碑节点,对合同履约的整体评价较高。预计ITER装置将在2025年实现等离子体放电并进入运行阶段。

从更长远的周期来看,可控核聚变也有望为人类带来更安全、更干净的能源,大大改善地球环境,大大提高经济建设和工业生产效率。

列夫·阿齐莫维奇,苏联物理学家,托卡马克之父。(Lev Artsimovich)有句名言:“当整个社会都需要时,聚变就会实现。”

(透视社综合自澎湃新闻、人民日报、光明网、央视财经等)

作者:李熙

编辑:赵狄娜

审查:龚紫陌