“全球最大“人造太阳”核心安装开启”

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起重机将国际热核聚变实验堆的杜瓦基座吊在托卡马克基座上。 (资料图像)

中核集团建设的中国环流器2号。 (核心组提供图)

控制核聚变装置的俗称人造太阳，是照亮人类未来的终极能源梦。 最近，中国传来了好消息:由核心集团主导的中法共同体为全面开展人工太阳核心设备安装工作创造了有利条件。 这是中国迈向核能高端市场的实质性步伐，将为中国深入参与核聚变国际合作、自主设计建设未来中国聚变堆奠定坚实的基础。

最近，位于法国的世界最大核聚变堆国际热核聚变实验堆( iter )项目迎来了重要的里程碑时刻，施工者开始安装核反应堆托卡马克的第一个主要部件。 迄今为止，由核心集团主导的中法共同体按期开展了相关安装底座的接收和吊装准备工作，为核心设备安装工作的全面开展创造了有利条件。 这是中国迈向核能高端市场的实质性步伐，将为中国深入参与核聚变国际合作、自主设计建设未来中国聚变堆奠定坚实的基础。

从依靠太阳到制造太阳

可控核聚变装置俗称人造太阳，是世界核聚变人的世代接力跑，照亮人类未来的终极能源梦。 随着全球人口的增长和经济的快速发展，能源需求将持续增长。 但是，地球化石燃料的储量有限，寻找未来的能源已成为当务之急。

万物依赖太阳，无论是以前流传的化石能源还是风能、生物能等新能源，其本质都是太阳能。 太阳能已经被科学家们揭示了来自内部的核聚变反应。

那么，能否模拟太阳产生能量的原理，开发核聚变技术来制造太阳呢？

专家的回答是肯定的。 不仅好，而且有必要。

可控核聚变是目前人类认识到的，是最终处理人类社会能源和环境问题，推动人类社会可持续快速发展的重要途径之一。 中核集团核工业西南物理研究院院长段旭如做了如下陈述。

从必要性来说，化石能源不可再生，有污染，风能、水能不稳定，裂变能原料有限，核废料有放射性污染。 因此，需要寻找资源丰富、清洁高效的新能源，目前，承担这一作用的只有可控核聚变。 另外，控制核聚变不排放有害气体有利于目前环境污染问题的处理。

从可行性来说，核聚变的原料是氢的同位素(重氢和三氚)，在地球上的含量极其丰富。 重氢在海水中的储量极大，从1升海水中提取的重氢在完全发生融合反应后，可以释放出相当于燃烧300升汽油的能量。 段旭如说。

一字之差的难度

从核裂变到核聚变，从无法控制到能够控制只有一个字之差，但技术难度太大了。 世界首次原子弹爆炸后不到10年，裂变技术就实现了和平利用，建设了核电站。 中核集团核工业西南物理研究院特聘研究员钟武律表示:“因此，许多人乐观地认为核聚变的和平利用即将实现，但全世界的科学家经过半个多世纪的努力，至今仍未成功。

钟律做了简单的比较。 太阳能之所以能稳定核聚变，不仅是因为内部有1500万度以上的高温，还有约3000亿气压的超高气压。 地球上不可能达到这么高的气压，只能在高温下想办法，必须把温度提高好几亿度。 且不说会不会出现那么高的温度，就算出来了，也找不到容器。 根据钟武律，地球上温度最高的金属材料钨将在3000度以上熔化。

但是，人类不会被困难吓倒。 从20世纪50年代开始，科学家经历了一系列对磁约束技术路线的探索，直到20世纪60年代，前苏联科学家提出了托卡马克方案，效果惊人，备受关注。 托卡马克简而言之就是利用磁约束实现可控核聚变的环状容器。 其中央为环状的真空，外侧被线圈包围。 通电后，其内部将产生巨大的螺旋状磁场，将其中的等离子体加热到较高的温度，以达到核聚变的目的。

核聚变是清洁安全的，但需要科学普及。 段旭表示，核聚变反应堆中，燃烧等离子体被困在真空室内，所含核聚变反应堆中氘三氚燃料含量低，无爆炸、无泄漏，基本无放射性污染。

勇敢地肩负重任的中国核电厂

我国可控融合研究始于20世纪50年代，几乎与国际融合研究同步。

1965年，根据建设需要，中国建立了当时国内最大的融合研究基地西南物理研究所，即核心集团核工业西南物理研究院的前身。

在这里，中国核聚变行业第一个大科学装置——中国环流器1号( hl-1 )托卡马克装置建成于1984年，是中国核聚变研究史上的重要里程碑。 其建设和运行为我国自主设计、核聚变实验研究装置的建设、运行积累了丰富的经验，培养了我国第一支核聚变工程技术和实验运行人才队伍，为我国快速发展更高参数的磁约束聚变大科学装置奠定了坚实的基础。

从此，中国的磁约束一步步由无变为有，由小变为大。 1995年，中国第一个超导托卡马克装置ht-7在合肥建成2002年，中国建成了第一个具有偏滤波位形的托卡马克装置中国环流器2号a(hl-2a ) 2006年，世界上第一个全超导托卡马克装置东方超环( east )成功进行了等离子体放电，

预计今年在四川成都运行的中国环流器2号m装置将成为中国规模最大、参数最高的磁约束可控核聚变实验研究装置。 我国现有装置的最高等离子电流可以从1兆安培提高到3兆安培，离子温度也可以达到1亿度以上。

人类共同的目标

正如太阳造福整个地球一样，人工太阳的研究开发会给人类带来巨大的福利。 但是，其技术课题很大，研究开发很困难。 这是因为需要聚集世界力量共同克服。

在此基础上，国际热核聚变实验堆( iter )诞生于2006年，中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国、印度7个国家参加，计划在法国普罗旺斯地区共同建设发电站规模的聚变堆，也就是世界上最大的托卡马克装置。 iter是当今世界上规模最大、最具影响力的国际科技合作项目之一，集聚着国际融合界多年的研究成果和国际融合界的技术力量。

这个项目也是中国以平等身份参加的最大的国际科技合作项目。 其中，中国承担了约9%的采购包研发任务。 段旭如认为，签署该计划将集中全球科技力量，共同克服难题。

近年来，我国磁约束融合研究的进展得益于对iter计划的参与。 段旭表示，借助这一良好的国际合作平台，在国家相关部委的大力支持下，我国核聚变研究实现了优质、快速的发展，磁约束核聚变研究在从过去走向的同时，部分技术达到了国际领先水平。

中国的积极参与也推动了iter计划的高速发展。 钟武律表示，参加iter计划以来，中国积极参与建设，承担着许多核心零部件的研发制造(采购包)任务。 目前，中国承担的iter采购包无论在研发进度上还是质量上都位居7方前列，为iter建设贡献了中国的力量和智慧。 在国际融合的舞台上，中国拥有更大的话语权。

除了中方承诺的任务外，中方还积极获得了iter的其他重要任务。 去年9月，中核集团获得了iter迄今为止金额最大的主机总装1号合同。 该工程安装了iter装置最重要的核心设备，其重要性相当于核电站的核反应堆、人体的心脏。 这是历史上中国公司在欧洲市场中标的最大的核能工程项目合同。

在国际投标中获得了iter项目最核心部分的安装工程，表明了我们的团队在世界上处于领先地位。 中核集团董事长余剑锋说。

从iter计划的进展和国际核聚变快速发展的过程来看，我们对本世纪中叶实现可控核聚变发电充满信心。 段旭如充满自信。 (记者齐慧)