2023年06月09日 星期五
可控核聚变或在本世纪中叶实现商用
□ 科普时报记者 陈 杰

    “核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,也是解决人类社会能源问题和环境问题的根本途径。”日前,核集团核工业西南物理研究院聚变科学所所长钟武律在2023搜狐科技峰会上作主题演讲时表示,能源是百姓的生计之本,更是国民经济的命脉。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。

    在破解能源问题上,可控核聚变被誉为“人类解决能源危机的终极手段”,相关研究也一直是人类历史上最具挑战性的课题。

    纵观可控核聚变发展的进程不难发现,从最初的少数核大国进行秘密研究磁约束受控核聚变,到技术解密,再到世界范围开放合作,探索出箍缩、磁镜、仿星器等众多技术途径,各方都在寻求更高参数的“聚变三乘积”实现聚变点火条件。1968年,苏联T3托卡马克装置获得1000万摄氏度以上、稳定环形高温等离子体,在全球核聚变界引起轰动,托卡马克也逐渐发展成为主流技术路线。

    在钟武律看来,超过半个世纪的研究已表明,开发可控核聚变能源的科学可行性已得到实验证实。“目前,世界上已建成了超过100台聚变实验装置,在聚变等离子体物理科学技术问题研究方面取得了许多标志性成果。”

    我国也一直在积极探索可控核聚变的技术研究。早在20世纪80年代,我国就制定了核能发展三步走战略:热堆—快堆—聚变堆。热堆就是商用的核电站,最终一步则是聚变堆。国务院印发的2030碳达峰碳中和的方案当中,也明确要加强可控核聚变颠覆性技术研究。“未来‘双碳’目标当中,核能和可控核聚变是重要的途径之一。”钟武律表示。

    核工业西南物理研究院是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院,也是我国“热堆、快堆、聚变”核能发展三步走战略中聚变堆研发的核心单位,更是我国参加国际热核聚变实验堆(ITER)计划重要技术支撑单位。除此之外,中科院等离子体所也建立了托卡马克装置HP6P,分别在2021年到2022实现了1.2亿摄氏度、超过100秒的高温等离子体。

    “我国在基础物理研究取得的一系列重要突破,为未来超导聚变堆提供了支撑。”钟武律表示,目前我国核聚变的运行水平,包括产业化水平,以及人才队伍方面,均取得很大的进展。自20世纪50年代开始,我国的可控核聚变已迈入燃烧实验堆阶段,逐步从基础科学研究转向工程验证。未来以ITER为标志,我国的可控核聚变将转入工程阶段。

    目前,世界主要核大国都在积极开展聚变示范堆设计,布局示范堆关键技术研发,力争在本世纪中叶实现商用,不少企业也在聚变领域加大投资,积极抢占聚变能开发的制高点。

    “我国也应加速推进聚变能开发的进程。”钟武律认为,一方面可以通过国际合作加强国际交流,加速推进关键技术的突破;另一方面可以积极参与ITER建设,培养ITER运行和实验的专业化人才队伍,提高我国在国际聚变界的话语权;还要强调自立自强,积极抢占聚变能开发的制高点,依托核工业体系来解决目前产业所面临的问题。

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