中国正积极开展下一代超导聚变堆设计和预研

来源:互联网新闻 时间:2020-05-02 08:29

在俗称“人造太阳”的核聚变发电实验装置领域,一方面,中国积极参与国际热核聚变实验堆计划(ITER),ITER采购包研制进展已跃居ITER国际合作七方的前列。另一方面,中国自主设计、建设、成功运行了世界上首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置“东方超环”(EAST)。

在此基础上,以解决人类未来战略新能源——受控热核聚变能为目标、长期从事磁约束核聚变研究的中国科学院等离子体物理研究所(中科院等离子体所),正积极开展中国下一代超导聚变堆(CFETR)的设计和相关预研,期望通过5-6年的努力,完成中国聚变工程实验堆的设计和关键部件预研,具备建设世界第一个能够长时间发电的聚变实验工程堆的能力,在下一个五年计划的中后期开始中国磁约束工程实验堆的立项和建设。

经过30多年的合作和努力,中国超导托卡马克研究已经走到了国际前沿,“我们的梦想就是让世界第一个聚变反应堆率先在中国发电”。中科院等离子体所所长李建刚研究员说,核聚变的最大意义就是它的资源无限,可以利用海水里的氘,为人类提供干净的能源,海水里的氘,人类可以使用一百亿年以上。

他笑言,自己还有十几年退休,只要国家对核聚变发电研究拿出当年“两弹一星”十分之一的重视强度,以足够的投入给予持续支持,“退休前实现梦想,基本完成中国聚变堆的建设还是很有可能的”。

据介绍,中科院等离子体所1978年建所以来,先后建成并运行了三代托卡马克核聚变实验装置:常规磁体托卡马克HT-6B、HT-6M;中国第一个圆截面超导托卡马克HT-7;世界上第一个非圆截面全超导托卡马克EAST,取得一系列具有国际领先水平的科研成果,为世界聚变科技发展做出重大创新贡献。

EAST国际顾问委员会不久前在合肥召开第五次会议称,EAST是目前国际上唯一有演示未来ITER将会遇到关键物理和技术问题的装置,毫无疑问这对于ITER及未来的聚变电站都具有重要借鉴意义。例如,EAST在国际上首次采用高温超导电流引线,而中国这一技术成功应用于ITER,可为ITER节省人民币1000万元/年的制冷电耗,并可减少1.5亿元人民币的低温系统建设投资。

目前,EAST正在进行全面升级,预计2013年底完成。其升级前实现400秒、电子温度超过摄氏2000万度的等离子体放电,升级后有望达到1000秒摄氏1亿度目标,性能提升100倍左右。

李建刚表示,中科院等离子体所在三代托卡马克装置的建设和运行以及参加ITER计划过程中,已培养和锻炼出一支年龄结构合理、学科搭配得当并已取得巨大成绩的物理研究和工程技术队伍,为EAST升级运行、参与ITER计划和中国下一代超导聚变堆预研,奠定了坚实的人才和技术基础。

未来,中科院等离子体所将继续瞄准世界核聚变科学前沿和国家对战略能源需求,围绕国家核聚变能源研究发展战略规划,在积极开展中国下一代超导聚变堆设计和相关预研的同时,还要将该所打造成为一个在国际核聚变领域中地位不可或缺、作用不可替代,以开展先导性、前瞻性研究为主的世界先进水平的磁约束核聚变研究基地。(完)(记者 孙自法)

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