文(wen)章來源:科技日報(bao) 發布時間:2021-08-04

7月28日,國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝正式啟動。圖為安裝現場。
“人造太陽”的中國力量
地球(qiu)萬(wan)物生長所依賴的(de)(de)光和熱,源于(yu)太陽(yang)核聚變(bian)反應后釋放的(de)(de)能量。而支撐(cheng)這(zhe)種聚變(bian)反應的(de)(de)燃(ran)料(liao)氘,在(zai)地球(qiu)上的(de)(de)儲量極(ji)其豐富,足夠人類利用上百(bai)億年。
中國工(gong)程院院士李建剛堅信:“在我的(de)有生之年,一定有一盞燈(deng)能(neng)(neng)被(bei)聚變(bian)之能(neng)(neng)點(dian)亮。這(zhe)一盞燈(deng),一定要(yao),也只能(neng)(neng)在中國。”
在位于法國南部卡達哈什的180公頃項目(mu)工地,國際熱核聚變實驗(yan)堆(dui)(ITER)重達1250噸的杜瓦底座已平穩落(luo)位于托卡馬克裝置基坑內臨時支撐上,這意味(wei)著ITER主機設(she)備安裝拉開序幕。
7月28日,國(guo)(guo)際(ji)(ji)熱核聚變實驗(yan)堆(dui)計劃重大工程安(an)裝(zhuang)啟動儀式在(zai)ITER國(guo)(guo)際(ji)(ji)組織(zhi)總部舉行。ITER國(guo)(guo)際(ji)(ji)組織(zhi)總干事評價,這標志著ITER由此前成員(yuan)國(guo)(guo)制造零部件(jian)的建設階段正式轉換到裝(zhuang)置組裝(zhuang)階段。
童謠里唱的“種太(tai)陽”,正有望被人類一點點變成現實。他(ta)們(men)要(yao)通過ITER計劃,模仿(fang)太(tai)陽產生能(neng)量的過程——將氫同位(wei)素聚(ju)合成氦,釋放出取(qu)之不竭的核聚(ju)變能(neng)源。
ITER計(ji)劃承載著人類和平利用核聚(ju)變能的(de)(de)美好愿望。法國總統(tong)馬(ma)克龍評價,這(zhe)是“未來的(de)(de)希望”,韓國總統(tong)文在(zai)寅贊其為“人類歷史上(shang)最偉大的(de)(de)科學(xue)計(ji)劃”。
耗資100多億歐元,吸引世(shi)界頂(ding)尖(jian)科學(xue)家和(he)工程師參加,參與(yu)各方人口總和(he)超(chao)過全球人口的一(yi)半(ban)……對于(yu)這個21世(shi)紀最為雄心勃勃的能源科技(ji)合(he)作項目,中(zhong)國(guo)國(guo)家主席習近平(ping)在安裝啟動儀式的賀信致辭中(zhong)說,計(ji)劃實施以來,中(zhong)方始終恪守國(guo)際承諾,中(zhong)國(guo)企業(ye)和(he)科研人員勇挑重(zhong)擔,與(yu)國(guo)際同行(xing)齊(qi)心協力,為計(ji)劃的順利推進貢獻了中(zhong)國(guo)智(zhi)慧(hui)和(he)中(zhong)國(guo)力量(liang)。
加入百億“入門會費”的俱樂部
地球(qiu)萬物生長所依賴(lai)的光和熱,源于太陽核聚(ju)變(bian)反應后釋(shi)放的能量。而支撐這種聚(ju)變(bian)反應的燃(ran)料氘,在(zai)地球(qiu)上(shang)的儲量極其豐富(fu),足夠(gou)人類利用上(shang)百億(yi)年。
如果(guo)能夠制(zhi)造(zao)(zao)一個(ge)“人造(zao)(zao)太陽”用來發(fa)電,人類就(jiu)能夠徹底(di)實現能源(yuan)自由。
理想很美好,現(xian)實很骨感。
一個最突(tu)出的問題是(shi),用什(shen)么容器(qi)來承載核(he)聚(ju)變?
在地(di)(di)球(qiu)上(shang)利用核聚變(bian)能量,要求在人工控制(zhi)條件下(xia)等離(li)子體的離(li)子溫度(du)(du)達到1億攝氏度(du)(du)以上(shang)。而目(mu)前地(di)(di)球(qiu)上(shang)最(zui)耐高溫的金屬材料鎢的熔化(hua)溫度(du)(du)是3000多度(du)(du)。這意味著,在1億攝氏度(du)(du)下(xia),找不到盛(sheng)裝如此高溫等離(li)子體的容器。
從20世紀50年代開(kai)始,我(wo)國與國際基本同步,開(kai)始了(le)在可控核(he)聚變領域(yu)的研(yan)究,并于(yu)1965年在四川樂山建成了(le)我(wo)國核(he)聚變研(yan)究基地——西南(nan)物理研(yan)究所(今(jin)中(zhong)核(he)集團核(he)工業西南(nan)物理研(yan)究院)。
不同的(de)(de)技術路(lu)線此消彼長,最(zui)終蘇聯科學家提出的(de)(de)托(tuo)卡(ka)(ka)馬克(ke)方(fang)案異軍(jun)突(tu)起,國際(ji)核聚(ju)變(bian)界的(de)(de)重點研究方(fang)向隨(sui)之轉(zhuan)向了(le)托(tuo)卡(ka)(ka)馬克(ke)。
20世紀80年代,作家(jia)莫然造訪位于四川(chuan)樂山(shan)108級石梯荒山(shan)上(shang)的中(zhong)國核聚變研(yan)究(jiu)基地(di)后(hou)這樣(yang)(yang)描(miao)述:“盡管(guan)研(yan)究(jiu)所的房間就(jiu)像山(shan)洞一(yi)樣(yang)(yang),但我們(men)的科學家(jia)具(ju)有舍己的奉獻精神,就(jiu)在那樣(yang)(yang)的環境(jing)中(zhong),他們(men)制(zhi)造出了‘中(zhong)國環流器一(yi)號’,光設計圖紙就(jiu)有3層樓那樣(yang)(yang)高。”
作(zuo)為我國(guo)(guo)核聚(ju)(ju)變領域第一(yi)(yi)座大科學工程(cheng)裝置,“中國(guo)(guo)環流器一(yi)(yi)號”為我國(guo)(guo)核聚(ju)(ju)變事業奠(dian)定了(le)堅(jian)實(shi)基礎(chu),培養(yang)了(le)人(ren)才隊伍。
20世紀90年代(dai),我國用羽絨服、牛(niu)仔褲、瓷器等生活物資,換了蘇聯(lian)價(jia)值1800萬盧布的T-7的半(ban)超(chao)導(dao)托(tuo)卡馬克(ke)裝置。
在當時(shi)經濟非(fei)常困難的情況下,主要依靠自己力量,對T-7及其低溫(wen)系統(tong)進(jin)行了根本性改(gai)造。1994年(nian),更名(ming)為(wei)“HT-7”的大科(ke)學裝(zhuang)置(zhi)成功研制,使中國(guo)成為(wei)繼俄、法、日之后第四個擁有超導托卡馬(ma)克裝(zhuang)置(zhi)的國(guo)家。
然(ran)而,在探索過程中,越(yue)來越(yue)多國家的科研(yan)人(ren)員認(ren)識到,“人(ren)造太陽”科學裝置規模大、建(jian)設(she)周期長、投(tou)資成本高,任何一個(ge)國家“關(guan)起門來搞建(jian)設(she)”都無法解決所有難題(ti),必須“聚四海之氣、借八方之力”。
1985年,美蘇首腦為(wei)此提(ti)出了ITER計劃。
但在2001年之(zhi)前,這(zhe)個強國(guo)俱樂部(bu)一直將中(zhong)國(guo)拒之(zhi)門(men)外。當時除了意識形態上的排斥,更主要(yao)是因為中(zhong)國(guo)的科(ke)研水平還不高(gao)。
2001年,由于(yu)美國退出,ITER成員(yuan)國出于(yu)分攤經費(fei)的考慮,希望擴大參(can)與國的范圍。中國借此再次申請(qing)加(jia)入(ru)(ru)(ru)(ru),2003年,正式以“平(ping)等伙伴”身份加(jia)入(ru)(ru)(ru)(ru)了ITER計劃(hua)談判——加(jia)入(ru)(ru)(ru)(ru)這(zhe)個高“入(ru)(ru)(ru)(ru)門(men)會費(fei)”的俱(ju)樂部,每個成員(yuan)國要(yao)至少承諾(nuo)10%的投入(ru)(ru)(ru)(ru),約合人民(min)幣(bi)100億元。
當時(shi)碳(tan)排放問(wen)題還沒(mei)那么緊迫,霧霾和(he)大氣污染問(wen)題也沒(mei)有這么嚴峻。
“中(zhong)(zhong)國(guo)參與ITER,是(shi)向世界凸顯中(zhong)(zhong)國(guo)是(shi)負責任、有能力的國(guo)家。”2017年,在(zai)“ITER十年——回顧與展望”會議上,科技(ji)部原部長徐冠華(hua)在(zai)回憶參加(jia)ITER談判(pan)過程時說(shuo),“事關國(guo)家利益(yi),中(zhong)(zhong)國(guo)應該積極參與國(guo)際高科技(ji)俱樂部,不能因(yin)(yin)為自身(shen)原因(yin)(yin)錯失(shi)良機(ji)。”
2006年,國(guo)(guo)際熱核(he)聚變實(shi)驗堆(ITER)計劃《聯合實(shi)施協議》簽署,由中國(guo)(guo)、歐盟、印度(du)、日本、韓國(guo)(guo)、俄羅斯(si)、美國(guo)(guo)共七(qi)方參(can)與(yu),計劃在(zai)法國(guo)(guo)共同建造一個世界上最大(da)的(de)超導托卡馬克實(shi)驗反應堆。
這是(shi)中(zhong)國以平等(deng)身份(fen)參加(jia)的最大國際科技合作項目。其中(zhong),中(zhong)國承擔了大概9%的采購(gou)包(bao)(bao)研制任務(wu),包(bao)(bao)括(kuo)了磁(ci)體支撐、校正場線(xian)圈系統(tong)、磁(ci)體饋線(xian)系統(tong)、包(bao)(bao)層第一壁等(deng)18個采購(gou)包(bao)(bao)。
“激將法”逼出的創新
對參與談(tan)判(pan)的(de)中國(guo)國(guo)際核聚變能源計(ji)劃執行中心主任羅德(de)隆來說,2003年到2006年的(de)日(ri)歷表上,寫滿艱難、曲折。“因為這(zhe)是(shi)(shi)(shi)我國(guo)第一次(ci)以(yi)平(ping)等的(de)身份,從一開始(shi)設計(ji)游(you)戲規則的(de)時候(hou)就介(jie)入,對我們(men)來說,這(zhe)是(shi)(shi)(shi)新的(de)嘗試,所(suo)以(yi)每(mei)個(ge)談(tan)判(pan)小組都(dou)認(ren)真地(di)研究文(wen)件,認(ren)真考慮如何(he)能夠最(zui)大(da)化地(di)保(bao)護我們(men)的(de)國(guo)家利益,每(mei)次(ci)談(tan)判(pan)前(qian)都(dou)是(shi)(shi)(shi)加(jia)班(ban)加(jia)點去討論(lun)這(zhe)些議案,討論(lun)如何(he)去制定高案低案,如何(he)去把這(zhe)個(ge)談(tan)判(pan)組織好、談(tan)好。”
羅德隆回憶,當(dang)時(shi)團隊的一致(zhi)意見,首先(xian)要拿下超導采購包,因為(wei)ITER是磁(ci)約束聚變裝置,超導材料(liao)是非常核心的內容。盡管能(neng)不能(neng)做出(chu)來(lai),當(dang)時(shi)大家心里沒(mei)底。
作為世(shi)界在建的最(zui)大(da)、最(zui)復雜的托卡馬克裝(zhuang)置,ITER體(ti)積(ji)接近(jin)北京天壇祈年(nian)殿的尺(chi)寸,高30米(mi),直徑30米(mi),重(zhong)達2.3萬(wan)噸(dun)。
雖然我國有多個托卡馬克裝置,但ITER不是(shi)簡單放大(da),而是(shi)需要從(cong)整體設(she)計、技(ji)術和材(cai)(cai)料等各個方面(mian),解決全新(xin)的(de)關鍵問題。但即使是(shi)以往小型托卡馬克裝置,我國一直(zhi)使用的(de)也是(shi)進口的(de)超導材(cai)(cai)料。
“自(zi)己(ji)能(neng)做的一定(ding)要自(zi)己(ji)做,自(zi)己(ji)不能(neng)做的想辦法通過創(chuang)新(xin)也要自(zi)己(ji)做。”羅德隆說(shuo),這(zhe)是中(zhong)國在參與ITER計劃(hua)中(zhong),一直(zhi)堅持的理念和(he)原則。
ITER需要(yao)的(de)這(zhe)種超導股(gu)線,需要(yao)在0.8毫米(mi)直徑內拉出(chu)上萬根細絲,最關鍵的(de)是,這(zhe)樣精細的(de)超導線圈(quan),最短長度達1公里。
一(yi)方(fang)面倡導立足國(guo)內研發(fa),另一(yi)方(fang)面為(wei)保(bao)證(zheng)項(xiang)目進度(du),羅(luo)德隆使(shi)用了“激將法”:建議承擔任務的(de)(de)西(xi)部超(chao)導材料(liao)(liao)(liao)科技股份有(you)限公(gong)司買(mai)一(yi)點進口(kou)的(de)(de)超(chao)導材料(liao)(liao)(liao)備用,理由是為(wei)了做對(dui)比驗證(zheng)。如果(guo)公(gong)司在一(yi)定時(shi)間內研制不出來,考慮到項(xiang)目進度(du)因素,就需用進口(kou)材料(liao)(liao)(liao)進行(xing)相關認證(zheng)活動;但如果(guo)認證(zheng)用了進口(kou)材料(liao)(liao)(liao),后續生產也(ye)必(bi)須用進口(kou)材料(liao)(liao)(liao)。
“激將法”讓(rang)超導(dao)公司(si)研(yan)發團隊(dui)感到(dao)了巨大壓力。最(zui)初(chu),頂(ding)多拔(ba)一(yi)兩百米,線斷(duan)了,材(cai)料也廢了。科研(yan)人(ren)員憋著一(yi)股勁(jing),在有限的10個月內,終于完(wan)成了技(ji)術攻關。
“現(xian)在拉出(chu)來的絲,超過(guo)1公里還不(bu)會斷,相(xiang)比國(guo)外性能更優(you)異。”羅德隆對競爭(zheng)帶來的結(jie)果很(hen)滿意。
在短板領域實現破冰
由于(yu)方案(an)調整,直接面向(xiang)上億度(du)堆芯的“第一壁”,每平方米最終承(cheng)受熱量從0.5兆瓦升至4.7兆瓦,瞬間可將一公斤的鋼鐵融(rong)化。我國承(cheng)擔了12%的ITER第一壁研制任務。
擔(dan)此(ci)重任的(de)(de)中核集團核工業西南物理(li)研究(jiu)院牽頭研發了(le)第一壁(bi)采購包(bao)半(ban)原型(xing)部件,并在2016年(nian)成功通過(guo)高熱負荷測試,在世界上率先通過(guo)認證(zheng)。鮮為人知的(de)(de)是,作(zuo)為ITER屏蔽包(bao)層(ceng)項目(mu)承擔(dan)單位項目(mu)負責人,諶(chen)繼(ji)明和團隊為此(ci)奮斗(dou)了(le)近12年(nian),攻(gong)克了(le)特殊材料、連接技術、高可靠性等一系(xi)列(lie)難題。
在“短板(ban)”的(de)設計領域,我國(guo)也實現(xian)了(le)破冰,中(zhong)國(guo)團隊設計優化提供的(de)“中(zhong)國(guo)方案(an)”,在ITER電源采購包中(zhong)大幅度增加(jia)了(le)中(zhong)方貢獻份額,也為我方后期主(zhu)導ITER電源系統(tong)研制、項目管理等任務奠定了(le)好(hao)的(de)基礎。
2017年,活躍在(zai)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)研(yan)究領域的科研(yan)人員共聚(ju)(ju)一堂,就ITER計劃及全球聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)能研(yan)發的未來(lai)之路(lu)展開討論(lun),國(guo)際(ji)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)界30余(yu)(yu)位(wei)外籍專(zhuan)(zhuan)家及10余(yu)(yu)位(wei)中(zhong)(zhong)國(guo)專(zhuan)(zhuan)家代表起草(cao)并(bing)簽署(shu)了《北(bei)京聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)宣(xuan)言(yan)——支持中(zhong)(zhong)國(guo)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)能發展》,宣(xuan)言(yan)認為(wei),中(zhong)(zhong)國(guo)為(wei)ITER準(zhun)時交付高質量(liang)部件,顯(xian)示出中(zhong)(zhong)國(guo)在(zai)ITER中(zhong)(zhong)扮演了重要角色,并(bing)進一步倡導世界聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)界的科學家們為(wei)聚(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)能相關技術研(yan)發加強合作,為(wei)最終解決世界能源(yuan)短缺(que)和環境污染問題貢獻力量(liang)。
“完成該(gai)承(cheng)擔(dan)的(de)任(ren)務是恪守承(cheng)諾,在整個(ge)ITER計劃(hua)遇(yu)到(dao)困(kun)難,勇敢頂上,那是勇挑重擔(dan)。”羅(luo)德隆說,中方與國際同行齊心協力,為計劃(hua)的(de)順利推進(jin)貢獻中國智慧和(he)中國力量,背后都(dou)是長時(shi)間的(de)積累和(he)努力。
“從不會做,到做出來,甚至比其他國家做得更好”
在最初(chu)設(she)計版本(ben)中,蒸汽冷(leng)凝罐(guan)被(bei)設(she)計成一個(ge)整體,安置在ITER整個(ge)裝(zhuang)置的頂部。
但2016年,新上任不久(jiu)的ITER組織總干事主(zhu)張,變更原有(you)設計,原因是之前的設計存(cun)在較(jiao)大安全隱患,必須將蒸(zheng)汽冷凝(ning)罐分解成4個,在地(di)(di)基(ji)沒(mei)建起來(lai)之前,預先(xian)埋入地(di)(di)下。當(dang)時(shi)地(di)(di)基(ji)已經開挖,這意味著蒸(zheng)汽冷凝(ning)罐的生產計劃和供貨時(shi)間大大提前。
原來的蒸(zheng)汽冷凝罐供貨(huo)方臨(lin)時“撂(liao)挑子”,按照程(cheng)序(xu),ITER組(zu)織對所有參(can)與方公開招標。
中(zhong)廣核工程有限(xian)公司牽(qian)頭與蘇(su)州天(tian)沃科技股份有限(xian)公司組建(jian)聯合(he)(he)體,首次通過國際(ji)競標直接(jie)獲(huo)得(de)ITER這(zhe)項任(ren)務。從投標開始到(dao)最(zui)后按期交貨這(zhe)2年(nian)多(duo)的時間里,聯合(he)(he)體兩家單位克服生產周期短、設計變更大(da)、標準要(yao)求高、協調接(jie)口多(duo)等(deng)諸多(duo)困難,保證了項目進度。
這樣的故事還有很多。
PF6線圈(quan)是目前國際上研制(zhi)成功的(de)(de)重量(liang)(liang)最(zui)大、難度最(zui)高的(de)(de)超導磁(ci)體,相當(dang)于(yu)兩架波音(yin)747飛機(ji)的(de)(de)重量(liang)(liang),對(dui)ITER正常運行起著至關重要(yao)的(de)(de)作(zuo)用。
中科院合肥研(yan)(yan)究(jiu)院等離子(zi)體所(suo)(suo)歷時6年,完成了該(gai)部(bu)件的研(yan)(yan)制(zhi)工作。所(suo)(suo)有關鍵制(zhi)造工藝及部(bu)件全部(bu)一次性(xing)通過ITER國際(ji)組認證。
大約在2018年,一項更重大的任務(wu)在向中(zhong)方招(zhao)手。ITER組織發布了主機(ji)TAC1安裝標段工程(cheng)招(zhao)標書。
“這是ITER實驗堆(dui)托卡(ka)馬克裝(zhuang)置最重(zhong)要的(de)核心設備安(an)裝(zhuang)工程,也是ITER迄今(jin)為止金額(e)最大的(de)合同工程。”羅德隆表示,ITER有(you)很多安(an)裝(zhuang)包,但TAC1安(an)裝(zhuang)標段工程好比核電站核島(dao)里的(de)反應(ying)堆(dui)、人體(ti)心臟,重(zhong)要性不言而喻,主要工作是安(an)裝(zhuang)杜瓦結(jie)構(gou)及杜瓦結(jie)構(gou)和真空容(rong)器之(zhi)間所有(you)的(de)系統。
工程的難(nan)度(du)也不(bu)同(tong)尋常。作為托卡馬克裝置壓力(li)容器(qi)的底座(zuo),杜瓦底座(zuo)吊(diao)裝重量1250噸,設(she)備最終就位(wei)偏差不(bu)超過(guo)2毫米。
與以(yi)往不同的是,中(zhong)核集(ji)團牽(qian)頭的中(zhong)法五家成(cheng)員(yuan)單(dan)位組成(cheng)中(zhong)法聯合體共同應標并最終中(zhong)標。
“我(wo)們(men)對這(zhe)個比較感興趣,最(zui)主要的是(shi)這(zhe)個采購包最(zui)能(neng)(neng)體(ti)現技術(shu)能(neng)(neng)力和管理能(neng)(neng)力,綜合權(quan)衡后,我(wo)們(men)決定集中(zhong)力量投這(zhe)個標。”中(zhong)國(guo)核(he)電工程(cheng)(cheng)有限(xian)公司副總經(jing)理李強(qiang)連用兩個“首次(ci)”來形容事件的劃時代意義——中(zhong)國(guo)核(he)能(neng)(neng)單位首次(ci)以工程(cheng)(cheng)總承包形式成(cheng)功參與國(guo)際(ji)(ji)大科學工程(cheng)(cheng)項目、我(wo)國(guo)第一次(ci)參與國(guo)際(ji)(ji)大型核(he)科研設施建設。
“通過參(can)與(yu)ITER計劃(hua),很多(duo)東西我們都(dou)是從原來不(bu)會(hui)做(zuo),到做(zuo)出來,并(bing)做(zuo)得更好,甚(shen)至比其他(ta)國家做(zuo)得更好。”羅德隆總結,通過國際(ji)合(he)作,中國在國際(ji)核(he)聚變(bian)舞臺上有了(le)更大話(hua)語(yu)權。
在中國,一定有一盞燈被聚變之能點亮
“當某一(yi)天(tian)可控聚變實現(xian)了,將為(wei)人類提供取(qu)之不盡的(de)清潔能源(yuan),同時(shi)研發(fa)(fa)(fa)過(guo)程中(zhong)的(de)那些中(zhong)間(jian)技術也將極大推動社會經濟的(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。”中(zhong)核(he)集(ji)團(tuan)核(he)工(gong)業(ye)西(xi)南物理研究院院長段旭如說(shuo),作為(wei)大科學工(gong)程,“人造太陽”依(yi)賴很多學科的(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan),它的(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)又能推動這些學科的(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。
羅德(de)隆沒想到(dao),當年的(de)(de)無(wu)心栽柳之舉,卻(que)催(cui)生(sheng)了國內聚(ju)變產業鏈。甚至在業內,給ITER供過貨的(de)(de)企(qi)業,已成為不(bu)需認證的(de)(de)高質(zhi)量(liang)產品代名詞。
經歷過“激將法(fa)”的(de)西(xi)部超導,在國內外(wai)市(shi)場上(shang)積極(ji)拓展超導材料應用領域(yu),特(te)別是(shi)順利成為西(xi)門(men)子(zi)核(he)磁共振超導線(xian)材合格(ge)供應商。
“加入(ru)ITER前,國(guo)(guo)際主流(liu)聚變會(hui)議上,幾乎沒有(you)我們的聲音。如(ru)今,越來越多中國(guo)(guo)學者獲邀在(zai)大會(hui)做(zuo)主題報告(gao)、口頭報告(gao),甚至擔(dan)任會(hui)議主席。”但羅德隆說,加入(ru)ITER后,中國(guo)(guo)逐漸(jian)走向世界聚變舞臺(tai)的中心。
借(jie)助我(wo)國(guo)首(shou)個偏濾器位形(xing)的核(he)聚(ju)變實(shi)驗(yan)裝置(HL-2A)和世界上首(shou)個全超導非圓截面托(tuo)卡馬克(ke)核(he)聚(ju)變實(shi)驗(yan)裝置(EAST)這兩個大科學裝置,我(wo)國(guo)與全球120多個聚(ju)變研究機構建立了合(he)作(zuo)。每年(nian)平均有500人次國(guo)際(ji)專家訪問(wen)我(wo)國(guo),開展與國(guo)內相關聚(ju)變研究機構的合(he)作(zuo)研究。
“ITER并(bing)不是一個直接(jie)商(shang)業應用的(de)(de)發(fa)電站,而是一個實(shi)驗(yan)堆,就(jiu)是要(yao)讓科(ke)學家去做實(shi)驗(yan),探索和平利(li)用聚變(bian)(bian)能發(fa)電的(de)(de)科(ke)學和工程技術可行(xing)性(xing),為實(shi)現聚變(bian)(bian)能商(shang)業應用奠定基礎,否則就(jiu)是給別(bie)人做嫁衣(yi)。”羅德隆說,加入(ru)ITER計(ji)劃的(de)(de)另一大任(ren)務(wu),就(jiu)是培養(yang)人才。
ITER推進過(guo)程,也(ye)是(shi)中國核聚(ju)變工程技術人才與團隊持續(xu)儲備的過(guo)程。
最初,中(zhong)國(guo)在ITER組(zu)織里(li)的(de)工作人員只有(you)20名,是(shi)各國(guo)中(zhong)總人數最少(shao)的(de)。按(an)照(zhao)中(zhong)國(guo)9%的(de)貢(gong)獻比例,應有(you)40—50名的(de)人員配(pei)額(e)。如今,ITER組(zu)織中(zhong)方職員數量(liang)持(chi)續上升,占比近10%,為(wei)歐盟外的(de)六方之(zhi)首。
截至2016年底,超過3400名科學家和2700名研究生參與了(le)ITER專項國(guo)內(nei)研究項目,他們將為我國(guo)未來(lai)自主開展核聚變(bian)示范(fan)堆(dui)乃至商用堆(dui)設計、建造(zao)奠定人才(cai)基(ji)礎。
隨著(zhu)我(wo)國(guo)磁約束聚變領域科學(xue)(xue)技術水平(ping)的快速提升,我(wo)國(guo)科學(xue)(xue)家還提出了我(wo)國(guo)核聚變能源研究(jiu)發(fa)展的建(jian)議路線圖,比如瞄向更加長遠的未來——中國(guo)聚變工程試(shi)驗堆CFETR。
羅(luo)德隆說,加入ITER俱樂(le)部,不僅出于戰略能源考慮,更重要的是(shi),通過這樣一個(ge)國(guo)際化的平臺,中(zhong)國(guo)在(zai)若(ruo)干高新技術(shu)領域、人才培養、項目(mu)管理等方面實現了跨越式發(fa)展。
“未來(lai),在(zai)(zai)科(ke)學研究上,可預見的(de)(de)(de)障礙大(da)多都是能(neng)克服的(de)(de)(de),問題是,一(yi)定還(huan)存在(zai)(zai)著不(bu)可預見的(de)(de)(de)困(kun)難,比如說(shuo)今年(nian)的(de)(de)(de)疫情,對整個項目的(de)(de)(de)進度會有(you)一(yi)些影(ying)響。”但羅德隆說(shuo),“目前(qian)大(da)家還(huan)是有(you)信(xin)心,在(zai)(zai)2025年(nian)底實現第(di)一(yi)等離子體放電。”
“ITER”一詞在拉丁語中意(yi)為“路”,回(hui)顧過去,人類(lei)認識核聚變的(de)路已經(jing)走了很(hen)久。
有人問:“在我們(men)的(de)有生之年,能(neng)不能(neng)看到一個真正(zheng)的(de)人造(zao)太陽?”
中國工程院院士李建剛(gang)坦(tan)言,要將成果真正投入(ru)商(shang)用、變(bian)(bian)成每家每戶可(ke)以用的電(dian),可(ke)能(neng)至少還需要幾十年,但(dan)他堅(jian)信(xin):“在(zai)我的有生之(zhi)年,一定(ding)有一盞(zhan)燈(deng)能(neng)被(bei)聚變(bian)(bian)之(zhi)能(neng)點(dian)亮。這(zhe)一盞(zhan)燈(deng),一定(ding)要,也只能(neng)在(zai)中國”。
【責任編輯:趙藝涵】