核心部件完成首件制造，中國“人造太陽”迎來高光時(shí)刻！

“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃”是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一，建造約需10年，耗資50億美元(1998年值)。ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，俗稱“人造太陽”。2003年1月，國務(wù)院批準(zhǔn)我國參加ITER計(jì)劃談判。

2006年5月，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，中國ITER談判聯(lián)合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計(jì)劃協(xié)定。這七方包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家，覆蓋的人口接近全球一半。我國參加ITER計(jì)劃是基于能源長遠(yuǎn)的基本需求。2013年1月5日中科院合肥物質(zhì)研究院宣布，“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置輔助加熱工程的中性束注入系統(tǒng)在綜合測試平臺上成功實(shí)現(xiàn)100秒長脈沖氫中性束引出。2020年7月28日，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃重大工程安裝啟動儀式在法國該組織總部舉行。中國國家主席習(xí)近平致賀信。2006年5月24日，國家科學(xué)技術(shù)部代表我國政府與其他六方一起，在比利時(shí)首都布魯塞爾草簽了《國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(International Thermonuclear Experimental Reactor)聯(lián)合實(shí)施協(xié)定》。這標(biāo)志著ITER計(jì)劃實(shí)質(zhì)上進(jìn)入了正式執(zhí)行階段，即將開始工程建設(shè)，也標(biāo)志著我國實(shí)質(zhì)上參加了ITER計(jì)劃。

人造太陽其實(shí)是大家說的一個(gè)“通俗”名字，準(zhǔn)確的名字應(yīng)該叫——國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，簡稱“ITER”。

而ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，所以俗稱“人造太陽”。而我國對于核聚變的研究歷史非常久，大約在60年代初就進(jìn)入了研究階段。

人造太陽其實(shí)是大家說的一個(gè)“通俗”名字，準(zhǔn)確的名字應(yīng)該叫——國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，簡稱“ITER”。

而ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，所以俗稱“人造太陽”。而我國對于核聚變的研究歷史非常久，大約在60年代初就進(jìn)入了研究階段。

中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院獲悉，11月22日，全球最大“人造太陽”國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)的核心部件——被喻為ITER“防火墻”的增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁取得重大進(jìn)展，完成首件制造。其核心指標(biāo)顯著優(yōu)于設(shè)計(jì)要求，具備了批量制造條件。這標(biāo)志著中國全面突破“ITER增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁”關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)核心科技持續(xù)領(lǐng)跑。

探索開發(fā)聚變能源的ITER工程，由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方共同參與建造，是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一，中國承擔(dān)了其中約9%的任務(wù)。這一巨型工程是目前正在建設(shè)的世界上最大的實(shí)驗(yàn)性托卡馬克核聚變反應(yīng)堆，位于法國南部的卡達(dá)拉舍，其使命是展示聚變發(fā)電的可行性。

所謂的“人造太陽”是一種通俗的說法。太陽之所以能夠持續(xù)發(fā)光發(fā)熱，是因?yàn)闀r(shí)刻發(fā)生著核聚變反應(yīng)。托卡馬克是進(jìn)行可控核聚變研究的主流裝置，利用強(qiáng)磁場把上億攝氏度的等離子體長時(shí)間控制在真空容器里，并使聚變反應(yīng)穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)行。由于它產(chǎn)生能量的原理與太陽相似，也被人們形象地稱為“人造太陽”。

作為中方參與ITER計(jì)劃的重要技術(shù)支撐單位，西南物理研究院承擔(dān)了中國ITER采購包中絕大部分涉核部件的研制任務(wù)。增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁直接面對芯部一億度高溫等離子體，是ITER最關(guān)鍵的堆芯部件，涉及聚變堆建設(shè)的核心技術(shù)。此前，我國掌握的該項(xiàng)技術(shù)率先通過國際認(rèn)證。

核聚變作為解決人類能源危機(jī)的終極能源，雖然已經(jīng)花費(fèi)數(shù)十年的時(shí)間仍未實(shí)現(xiàn)發(fā)電，但各國還是不遺余力在參與這項(xiàng)研究。我國這次的新一代“人造太陽”便是探索可控核聚變的重要一步，未來很多關(guān)鍵技術(shù)等待攻關(guān)。新一代“人造太陽”等離子體電流突破100萬安培是一項(xiàng)重要的科研突破。鄭雪表示，實(shí)現(xiàn)核聚變，需要離子溫度、等離子體密度、能量約束時(shí)間三個(gè)變量都獲得顯著提升。

換句話說，這次的突破意味著我們可以顯著提升等離子體密度極限和能量約束時(shí)間等一系列關(guān)鍵參數(shù)，向可控核聚變點(diǎn)火邁出重要一步。未來，我國新一代“人造太陽”將可以達(dá)到2.5兆安以上!

鄭雪介紹，2.5兆安的數(shù)值目標(biāo)與我們裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)與運(yùn)行能力有關(guān)。隨著等離子體電流能力的提升，意味著我們離聚變點(diǎn)火又進(jìn)了一大步。鄭雪介紹，目前全球可控核聚變研究正蓬勃發(fā)展，根據(jù)現(xiàn)有的研究成果，國內(nèi)和國際上普遍認(rèn)為到本世紀(jì)中葉可以實(shí)現(xiàn)核聚變的商用。在中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心指導(dǎo)下，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院承接ITER增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁全尺寸原型件研制，科研團(tuán)隊(duì)在成功批量制備增強(qiáng)熱負(fù)荷手指部件后，與貴州航天新力科技有限公司通力合作，解決了一系列技術(shù)難題，成功完成部件的焊接裝配。

核工業(yè)西南物理研究院研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人諶繼明表示，由我國團(tuán)隊(duì)領(lǐng)先國際完成首件制造，再次為ITER關(guān)鍵部件的研發(fā)取得實(shí)質(zhì)性工程突破，也標(biāo)志著我國鄭重履行了國際承諾。

首件見證儀式結(jié)束后，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院與中國航天科工集團(tuán)第十研究院簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議。雙方將發(fā)揮各自優(yōu)勢，促進(jìn)核工業(yè)和航天工業(yè)的深度融合，不斷拓展合作領(lǐng)域、建立常態(tài)化的合作機(jī)制。