核聚變研發(fā)躋身世界一流
近日，法國國際熱核聚變實驗堆ITER線圈測試現(xiàn)場傳來喜訊，由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所承擔(dān)研制的ITER PF6線圈一次性通過所有驗收測試項目，即將作為磁體系統(tǒng)中首個線圈安裝至ITER主機(jī)中，為ITER計劃2025年第一次等離子體放電的重大工程節(jié)點奠定了重要基礎(chǔ)，對于ITER計劃進(jìn)度具有積極的提速推進(jìn)意義。 PF6線圈是中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所通過國際競標(biāo)承接的歐盟采購包制造任務(wù)，在過去6年研制過程中接受了全過程檢測并通過了出廠驗收測試。PF6線圈所有關(guān)鍵制造工藝及部件的技術(shù)驗證全部一次性通過ITER國際組織認(rèn)可，雙餅制造合格率達(dá)到100%，超導(dǎo)接頭性能顯著優(yōu)于ITER技術(shù)要求。 “PF6線圈是目前國際上重量最大、難度最高的超導(dǎo)磁體，儲能量是我國EAST裝置最大極向場磁體的60倍，它的成功研制并一次性通過所有驗收測試項目，標(biāo)志著我國在聚變堆超導(dǎo)磁體制造方面達(dá)到國際先進(jìn)水平。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所副所長徐國盛研究員介紹，“十三五”以來合肥研究院依托自主研制的世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置，瞄準(zhǔn)并解決未來聚變能商用目標(biāo)的關(guān)鍵科學(xué)問題，在高性能、穩(wěn)態(tài)、長脈沖等離子體研究方面取得了多項原創(chuàng)性成果，創(chuàng)造了一個個世界紀(jì)錄：2016年11月，獲得超過60秒的完全非感應(yīng)電流驅(qū)動（穩(wěn)態(tài)）高約束模等離子體，成為世界首個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模運(yùn)行持續(xù)時間達(dá)到分鐘量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。2017年7月，實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。2018年，實現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦；在電子回旋與低雜波協(xié)同加熱下，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度，并持續(xù)了接近10秒！“這些原創(chuàng)性成果的誕生，讓‘科學(xué)島’躋身國際一流磁約束核聚變研究中心，標(biāo)志著我國在受控?zé)岷司圩冄芯款I(lǐng)域走在了世界前列，對國際熱核聚變實驗堆（ITER）和未來中國聚變工程實驗堆（CFETR）建設(shè)和運(yùn)行具有重大的科學(xué)意義。”徐國盛說。 2019年初，選址合肥三十崗的聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施項目可行性研究報告獲得國家發(fā)改委正式批復(fù)，標(biāo)志著從合肥啟航的“中國聚變夢”又邁出重要一步。作為聚變堆的研發(fā)平臺，該設(shè)施將主要研發(fā)聚變堆關(guān)鍵部件的原型件及其測試平臺。設(shè)施建成后將是國際磁約束聚變領(lǐng)域參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究平臺，可以為我國開展聚變堆核心部件研發(fā)和建設(shè)提供技術(shù)基礎(chǔ)，為開展聚變堆條件下熱與粒子排除關(guān)鍵問題研究、大規(guī)模低溫和超導(dǎo)技術(shù)研究、強(qiáng)流粒子束與基礎(chǔ)等離子體研究以及為能源、信息、健康、環(huán)境、國防等交叉前沿領(lǐng)域提供研究平臺和強(qiáng)大的技術(shù)支撐。徐國盛告訴記者：“目前聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施項目的科學(xué)研發(fā)部分進(jìn)展十分順利，基建工程預(yù)計今年9月全部竣工。該設(shè)施建成后將向社會開放共享，服務(wù)于我國聚變堆科學(xué)技術(shù)研究，大大加快中國聚變工程實驗堆預(yù)研進(jìn)程，為世界核聚變研究作出更多中國貢獻(xiàn)。” |
