核聚變一發(fā)電,人類的能源難題就迎刃而解了。11月29日,在“ITER十年——回顧與展望”會議上,專家熱議的是設計中的一座熱核聚變實驗堆,它可能成為通向未來核聚變電站的橋梁。
氫彈的能量來自核聚變,但讓核聚變慢慢釋放能量,我們還做不到。“托卡馬克”裝置利用強磁場做高溫反應的容器,ITER(國際熱核聚變實驗堆)就是國際合作的建設中的托卡馬克核聚變實驗裝置。ITER十周年會上,各國專家的話題聚焦于尚在討論中的“中國聚變工程實驗堆(CFETR)”。
科技部中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心主任羅德隆介紹,CFETR的概念設計在2015年完成,目前將進入工程設計。
根據(jù)中國科學家的設想,CFETR共分兩期完成。一期采取類ITER技術,目標是穩(wěn)定運行;二期則以自主創(chuàng)新為主,目標是示范核聚變發(fā)電。
“中國沒有參與ITER的設計環(huán)節(jié)。”中國工程院院士李建剛說,“而近三年,我們基本補上了這一課;從堆芯到工程,我們完成了所有的設計。”
中國工程院院士萬元熙說,CFETR的任務是在ITER和未來的核聚變電站之間建起橋梁。CFETR被期望在后期階段實現(xiàn)“Q大于25”的目標,即每消耗1份能量,釋放出25份能量;而ITER的目標是Q大于10。
CFETR也會面臨難題,比如選擇哪種實驗包層模塊(TBM),TBM產(chǎn)生和釋放氚,獲取能量,并且收集實驗數(shù)據(jù),是實驗裝置的核心之一。29日的會上,國外專家也感興趣CFETR采用何種TBM。
核工業(yè)西南物理研究院院長劉永說,中國的聚變科學有自己的優(yōu)勢。如中科院等離子體所的聚變裝置長時間穩(wěn)定運行,而核工業(yè)西南物理研究院在等離子體加料方面是強項。
2007年參與ITER計劃后,中國負責制造一些關鍵部件,經(jīng)驗可用于中國未來的實驗裝置。劉永說,中國所承擔的ITER制造任務包括反應器中最里面的一層材料,需要很強的抗輻照能力;還有送氚氣的系統(tǒng),氚滲透性強,得有強大的阻氚涂層。
但中國也不是沒有弱項,如國際上有高能負離子源加熱技術,國內還沒有開展這方面研究;再比如加熱用的高功率微波技術還是進口的。劉永說,中國正在研發(fā)一些核心的“卡脖子”技術。
李建剛表示,CFETR的設計制造也會借助世界各國的專家人才。
當日下午,各國專家發(fā)表了《北京聚變宣言》,支持中國建設CFETR。專家們表示,渴望與中國同行共同努力,通過國際合作互利共贏,應對ITER和CFETR共同的工程技術挑戰(zhàn),為人類未來開發(fā)清潔、安全和可持續(xù)的能源。(記者 高 博 劉園園)