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国际热核聚变实验堆重大工程安装正式启动 为全球最大“人造太阳”贡献中国力量

发布时间:2020年08月04日09:24 来源: 长江日报

据新华社 科技日报 制图/方磊

国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程安装7月28日在位于法国南部圣保罗-莱迪朗斯镇的该组织总部正式启动。耗资100多亿欧元,吸引世界顶尖科学家和工程师参加,参与各方人口总和超过全球人口的一半……对于这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目,中国国家主席习近平在安装启动仪式的贺信致辞中说,计划实施以来,中方始终恪守国际承诺,中国企业和科研人员勇挑重担,与国际同行齐心协力,为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。

本次启动的是国际热核聚变实验堆托卡马克装置安装工程。

法国总统马克龙当日在视频致辞中说,ITER体现着和平与进步。通过核聚变,核能可成为未来的希望,为人类提供“无污染、无碳、安全、实际上不产生废料的能源”。

ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,它旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程。

ITER组织总干事贝尔纳·比戈在7月28日的启动仪式发布会上说,中国以快速的工程反应和科研进步,成为各合作方中兑现国际承诺的典范。

“激将法”逼出创新

我国自主研发超导材料比国外更优

据参与谈判的中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆回忆,当时团队的一致意见,首先要拿下超导采购包,因为ITER是磁约束聚变装置,超导材料是非常核心的内容。尽管能不能做出来,当时大家心里没底。

虽然我国有多个托卡马克装置,但ITER不是简单放大,而是需要从整体设计、技术和材料等各个方面,解决全新的关键问题。但即使是以往小型托卡马克装置,我国一直使用的也是进口的超导材料。

ITER需要的这种超导股线,需要在0.8毫米直径内拉出上万根细丝,最关键的是,这样精细的超导线圈,最短长度达1公里。

为保证项目进度,罗德隆使用了“激将法”:建议承担任务的西部超导材料科技股份有限公司买一点进口的超导材料备用,理由是为了做对比验证。如果公司在一定时间内研制不出来,考虑到项目进度因素,就需用进口材料进行相关认证活动;但如果认证用了进口材料,后续生产也必须用进口材料。

“激将法”让超导公司研发团队感到了巨大压力。最初,顶多拔一两百米,线断了,材料也废了。科研人员憋着一股劲,在有限的10个月内,终于完成了技术攻关。

“现在拉出来的丝,超过1公里还不会断,相比国外性能更优异。”罗德隆对竞争带来的结果很满意。

在短板领域实现破冰

瞬间可将一公斤的钢铁熔化

由于方案调整,直接面向上亿度堆芯的“第一壁”,每平方米最终承受热量从0.5兆瓦升至4.7兆瓦,瞬间可将一公斤的钢铁熔化。我国承担了12%的ITER第一壁研制任务。

担此重任的中核集团核工业西南物理研究院牵头研发了第一壁采购包半原型部件,并在2016年成功通过高热负荷测试,在世界上率先通过认证。鲜为人知的是,作为ITER屏蔽包层项目承担单位项目负责人,谌继明和团队为此奋斗了近12年,攻克了特殊材料、连接技术、高可靠性等一系列难题。

在“短板”的设计领域,我国也实现了破冰,中国团队设计优化提供的“中国方案”,在ITER电源采购包中大幅度增加了中方贡献份额,也为我方后期主导ITER电源系统研制、项目管理等任务奠定了好的基础。

2017年,活跃在聚变研究领域的科研人员共聚一堂,就ITER计划及全球聚变能研发的未来之路展开讨论,国际聚变界30余位外籍专家及10余位中国专家代表起草并签署了《北京聚变宣言——支持中国聚变能发展》,宣言认为,中国为ITER准时交付高质量部件,显示出中国在ITER中扮演了重要角色,并进一步倡导世界聚变界的科学家们为聚变能相关技术研发加强合作,为最终解决世界能源短缺和环境污染问题贡献力量。

“加入ITER前,国际主流聚变会议上,几乎没有我们的声音。如今,越来越多中国学者获邀在大会做主题报告、口头报告,甚至担任会议主席。”罗德隆说,加入ITER后,中国逐渐走向世界聚变舞台的中心。

【责任编辑:李中天】