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两大聚变能国际会议开幕 人类距离聚变能 还有多远?
发布日期:2025-10-17      信息来源:中国之声     【字体 分享:
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两大聚变能国际会议开幕 人类距离聚变能 还有多远?
发布时间:2025-10-17 来源: 中国之声  字号:

世界聚变能源集团第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会今天(14日)在四川成都开幕。本次大会是全球聚变能源领域的重要国际会议,旨在推动全球聚变能领域交流合作,助力实现“双碳”目标与人类可持续发展。开幕式上宣布,国际原子能机构全球首个聚变领域协作中心落户成都。

迄今为止,核聚变领域全球规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一,就是位于法国南部,正在建设中的国际热核聚变实验堆(ITER),我国在该工程当中发挥着举足轻重的作用。而在我国,也有位于四川的“新一代人造太阳”中国环流三号(HL-3)和位于安徽的紧凑型聚变能实验装置(BEST)等。

这些工程项目将对实现可控核聚变起到怎样的作用?不久前刚刚在上海挂牌成立的中国聚变能源有限公司,肩负着怎样的使命?国际原子能机构全球首个聚变领域协作中心,为何入驻成都?人类距离聚变能,还有多远?带着系列问题,总台中国之声记者王泽华来到大会举办地四川,带您一探究竟。

 

中国环流三号(HL-3)装置测试时所使用的部分部件(王泽华/摄)

中核集团科技带头人 石中兵:这是我们进行技术研发的时候做的真实的中国环境三号装置的测试线圈,测试完成之后,我们才进行大规模的线圈建造……

在位于四川乐山的中国核聚变博物馆,记者看到了“新一代人造太阳”中国环流三号(HL-3)装置测试时所使用的部分部件,其中,用于进行磁约束的线圈足有两人高,与之相关的备品备件更是数不胜数。中核集团科技带头人石中兵介绍,在我国目前规模最大、参数最高的磁约束核聚变装置中国环流三号上,就有20组馆内展示的线圈;今年,该装置已实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度,标志着我国可控核聚变技术进入燃烧实验新阶段。

石中兵:中国环流三号在国际上是排名非常靠前的一个聚变装置,能够开展大规模燃烧等离子体的相关实验。我们的“聚变三乘积”达到了10的20次方的量级,非常接近燃烧实验的状态。我们也在进行装置的改造,包括加热能力的提升、测量系统的完善、运行控制能力的提升,进一步提升装置的参数,让等离子体能够真正地燃烧。

 

新一代人造太阳"中国环流三号"装置

核聚变,是指两个较轻的原子核,在极端高温条件下聚合形成较重的原子核,并释放巨大能量的过程。目前在运的核电站所使用的是核裂变技术,这与核聚变有本质不同。简单而言,核裂变是“大家伙裂开”,比如铀-235这样的重原子核分裂成更轻的原子核;而核聚变是“小家伙合体”,比如氘、氚这样的轻原子核结合成较重的原子核。核工业西南物理研究院院长助理、聚变科学所所长钟武律介绍,可控核聚变,对人类从根本上解决能源问题有着巨大的吸引力,但也伴随着巨大挑战。

钟武律:聚变的燃料很丰富,比如说氘是可以从海水里提取的。它是一个固有安全的能源,任何条件不满足,聚变就不会发生,都会终止反应。它是一种清洁友好的能源,不会对环境造成影响、不会释放有害气体、不会产生长寿命放射性产物,所以核聚变能源也被称为人类理想的终极能源。当然,实现聚变还有很多挑战,比如说从科学上,燃烧等离子体怎么实现稳态支持,什么样的材料能够抗高能中子的轰击,燃料要实现自持。在工程上,比如说强场磁体的研发、高性能等离子体的稳定控制等等。

 

科研人员在中国环流二号真空室内工作

如钟武律所说,实现核聚变绝非易事。从原理上,要实现核聚变点火,聚变三乘积——也就是离子温度、等离子体密度、能量约束时间三个变量参数的乘积,必须超过特定数值。仅仅从温度这一项来说,氘、氚等离子体需加热至超1亿摄氏度才能克服原子核间的库仑斥力,使其发生持续聚变。中核集团科技带头人、国际热核聚变实验堆(ITER)第一壁项目负责人谌继明说,巨大的挑战让人类意识到攻克这一难题,绝非某一个国家单打独斗所能实现,于是,全球规模最大的核聚变科研工程ITER,应运而生。

谌继明:ITER国际组织总共是7方组成,前无古人的事情、没有经验可循,ITER计划是最有可能给大家提供工程化研究开发技术的一个平台,验证聚变堆的集成和设计建造技术,验证等离子体500秒或千秒量级的稳定燃烧。目前来看ITER计划执行最好的是中方,不管从产品交付还是交付的质量来说。我们是要通过这个过程学到、掌握的东西,来支撑我们国内的建设;特别是对聚变堆级别的材料、部件,相关的质量、安全、管理经验,中国是从里头学到的,这非常非常重要。

 

中国环流三号模型

为了进一步推动国际社会在聚变能源科学研究、技术攻关、产业发展等方面的协同合作,世界聚变能源集团第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会在四川成都召开。开幕式上宣布,国际原子能机构(IAEA)全球首个聚变领域协作中心落户成都。中国聚变能源有限公司总经理、核工业西南物理研究院院长张立波介绍,该中心的成立,将为推动聚变能在全球的和平利用作出重要贡献。

张立波:我们核工业西南物理研究院发展了60年,在世界上也是属于一流的科研院所,建了很多先进的实验装置,比如中国环流三号,培养了大量的人才。四川也好,成都也好,具有很强大的产业链的供应能力、科研能力、人才能力,包括西南科技大学、中国工程物理研究院,已经是核聚变技术研究、研发的高地。这些优势,也是IAEA选择我们作为全球首个聚变能协作中心的主要原因,通过研发合作、人才交流、设施开放等,帮助全球聚变能领域的研究者共享知识,提升全球聚变从业者或研究人员的能力。

 

前来参会的各国嘉宾

过去百余年里,煤炭、石油、天然气等化石能源为人类社会带来了前所未有的发展,但气候变暖、环境污染、能源枯竭等问题也日益凸显,寻找一种清洁安全、取之不尽的能源,成为人类的共同追求。那么,究竟何时,聚变能可以投入商用,真正走进人们的生活?张立波介绍,我国早在20世纪80年代就已确立“热堆-快堆-聚变堆”的“核能三步走”发展战略;工业和信息化部等七部门出台意见,将聚变能列为未来能源的重点领域;不久前,中国聚变能源有限公司也在上海挂牌成立。随着一系列重大项目逐步落地实施,随着科技研发和产业链逐步迭代升级,期待在本世纪中叶,人类将用聚变能,点亮第一盏灯。

张立波:聚变能要走向应用,首先要解决的就是工程化的问题,我们成立中国聚变能源有限公司的一个主要目的,就是要解决聚变能成熟过程中的供应链、产业链、资金链、人才链等问题,把聚变技术从基础研究,推向工程研究,让工程技术尽快成熟。2027年我们期待能够开展聚变燃烧实验,2030年左右具备首个工程实验堆的研发设计能力,2035年左右能够建成中国的首个工程实验堆,2045年左右建成我们国家的首个商用示范堆,期待在本世纪中叶能够实现聚变能的大规模商业化部署,这需要我们很多人的共同努力。

 

 
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