中國(guó)的“人造太陽(yáng)”可以這樣建
核聚變一發(fā)電，人類(lèi)的能源難題就迎刃而解了。11月29日，在“ITER十年——回顧與展望”會(huì)議上，專(zhuān)家熱議的是設(shè)計(jì)中的一座熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆，它可能成為通向未來(lái)核聚變電站的橋梁。
氫彈的能量來(lái)自核聚變，但讓核聚變慢慢釋放能量，我們還做不到?！巴锌R克”裝置利用強(qiáng)磁場(chǎng)做高溫反應(yīng)的容器，ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）就是國(guó)際合作的建設(shè)中的托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。ITER十周年會(huì)上，各國(guó)專(zhuān)家的話題聚焦于尚在討論中的“中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）”。
科技部中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心主任羅德隆介紹，CFETR的概念設(shè)計(jì)在2015年完成，目前將進(jìn)入工程設(shè)計(jì)。
根據(jù)中國(guó)科學(xué)家的設(shè)想，CFETR共分兩期完成。一期采取類(lèi)ITER技術(shù)，目標(biāo)是穩(wěn)定運(yùn)行；二期則以自主創(chuàng)新為主，目標(biāo)是示范核聚變發(fā)電。
“中國(guó)沒(méi)有參與ITER的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)?！敝袊?guó)工程院院士李建剛說(shuō)，“而近三年，我們基本補(bǔ)上了這一課；從堆芯到工程，我們完成了所有的設(shè)計(jì)?！?/p>
中國(guó)工程院院士萬(wàn)元熙說(shuō)，CFETR的任務(wù)是在ITER和未來(lái)的核聚變電站之間建起橋梁。CFETR被期望在后期階段實(shí)現(xiàn)“Q大于25”的目標(biāo)，即每消耗1份能量，釋放出25份能量；而ITER的目標(biāo)是Q大于10。
CFETR也會(huì)面臨難題，比如選擇哪種實(shí)驗(yàn)包層模塊（TBM），TBM產(chǎn)生和釋放氚，獲取能量，并且收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，是實(shí)驗(yàn)裝置的核心之一。29日的會(huì)上，國(guó)外專(zhuān)家也感興趣CFETR采用何種TBM。
核工業(yè)西南物理研究院院長(zhǎng)劉永說(shuō)，中國(guó)的聚變科學(xué)有自己的優(yōu)勢(shì)。如中科院等離子體所的聚變裝置長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，而核工業(yè)西南物理研究院在等離子體加料方面是強(qiáng)項(xiàng)。
2007年參與ITER計(jì)劃后，中國(guó)負(fù)責(zé)制造一些關(guān)鍵部件，經(jīng)驗(yàn)可用于中國(guó)未來(lái)的實(shí)驗(yàn)裝置。劉永說(shuō)，中國(guó)所承擔(dān)的ITER制造任務(wù)包括反應(yīng)器中最里面的一層材料，需要很強(qiáng)的抗輻照能力；還有送氚氣的系統(tǒng)，氚滲透性強(qiáng)，得有強(qiáng)大的阻氚涂層。
但中國(guó)也不是沒(méi)有弱項(xiàng)，如國(guó)際上有高能負(fù)離子源加熱技術(shù)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有開(kāi)展這方面研究；再比如加熱用的高功率微波技術(shù)還是進(jìn)口的。劉永說(shuō)，中國(guó)正在研發(fā)一些核心的“卡脖子”技術(shù)。
李建剛表示，CFETR的設(shè)計(jì)制造也會(huì)借助世界各國(guó)的專(zhuān)家人才。
當(dāng)日下午，各國(guó)專(zhuān)家發(fā)表了《北京聚變宣言》，支持中國(guó)建設(shè)CFETR。專(zhuān)家們表示，渴望與中國(guó)同行共同努力，通過(guò)國(guó)際合作互利共贏，應(yīng)對(duì)ITER和CFETR共同的工程技術(shù)挑戰(zhàn)，為人類(lèi)未來(lái)開(kāi)發(fā)清潔、安全和可持續(xù)的能源。
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