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中国的“人造太阳”可以这样建

  核聚变一发电,人类的能源难题就迎刃而解了。11月29日,在“ITER十年——回顾与展望”会议上,专家热议的是设计中的一座热核聚变实验堆,它可能成为通向未来核聚变电站的桥梁。

  氢弹的能量来自核聚变,但让核聚变慢慢释放能量,我们还做不到。“托卡马克”装置利用强磁场做高温反应的容器,ITER(国际热核聚变实验堆)就是国际合作的建设中的托卡马克核聚变实验装置。ITER十周年会上,各国专家的话题聚焦于尚在讨论中的“中国聚变工程实验堆(CFETR)”。

  科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆介绍,CFETR的概念设计在2015年完成,目前将进入工程设计。

  根据中国科学家的设想,CFETR共分两期完成。一期采取类ITER技术,目标是稳定运行;二期则以自主创新为主,目标是示范核聚变发电。

  “中国没有参与ITER的设计环节。”中国工程院院士李建刚说,“而近三年,我们基本补上了这一课;从堆芯到工程,我们完成了所有的设计。”

  中国工程院院士万元熙说,CFETR的任务是在ITER和未来的核聚变电站之间建起桥梁。CFETR被期望在后期阶段实现“Q大于25”的目标,即每消耗1份能量,释放出25份能量;而ITER的目标是Q大于10。

  CFETR也会面临难题,比如选择哪种实验包层模块(TBM),TBM产生和释放氚,获取能量,并且收集实验数据,是实验装置的核心之一。29日的会上,国外专家也感兴趣CFETR采用何种TBM。

  核工业西南物理研究院院长刘永说,中国的聚变科学有自己的优势。如中科院等离子体所的聚变装置长时间稳定运行,而核工业西南物理研究院在等离子体加料方面是强项。

  2007年参与ITER计划后,中国负责制造一些关键部件,经验可用于中国未来的实验装置。刘永说,中国所承担的ITER制造任务包括反应器中最里面的一层材料,需要很强的抗辐照能力;还有送氚气的系统,氚渗透性强,得有强大的阻氚涂层。

  但中国也不是没有弱项,如国际上有高能负离子源加热技术,国内还没有开展这方面研究;再比如加热用的高功率微波技术还是进口的。刘永说,中国正在研发一些核心的“卡脖子”技术。

  李建刚表示,CFETR的设计制造也会借助世界各国的专家人才。

  当日下午,各国专家发表了《北京聚变宣言》,支持中国建设CFETR。专家们表示,渴望与中国同行共同努力,通过国际合作互利共赢,应对ITER和CFETR共同的工程技术挑战,为人类未来开发清洁、安全和可持续的能源。

作者:高博 刘园园
来源:科技日报
时间:2017-11-30