中新網(wǎng)成都2月24日電 (王利文)太陽(yáng)通過(guò)核聚變反應釋放光和熱，科學(xué)家們希望利用該原理，為人類(lèi)開(kāi)發(fā)一種源源不斷的清潔能源。因此，在地球上以探索清潔能源為目的的可控核聚變裝置又被形象地稱(chēng)為“人造太陽(yáng)”。核聚變燃料可來(lái)源于海水，取之不盡用之不竭，足夠人類(lèi)使用上百億年。核聚變能源也被譽(yù)為人類(lèi)未來(lái)的理想清潔能源。

　　2022年11月，全球最大“人造太陽(yáng)”核心部件“防火墻”在中國取得重大進(jìn)展，國際熱核聚變實(shí)驗堆(ITER)計劃增強熱負荷第一壁完成首件制造，標志著(zhù)中國實(shí)現該項核心科技領(lǐng)跑，有力提升了我國在該領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權。中核集團核工業(yè)西南物理研究院首席專(zhuān)家、國際熱核聚變實(shí)驗堆ITER第一壁關(guān)鍵部件研制項目中方負責人諶繼明接受了中新網(wǎng)采訪(fǎng)，講述中國如何打造全球最大“人造太陽(yáng)”的硬核“防火墻”。

　　如何實(shí)現“人造太陽(yáng)”？

　　諶繼明介紹，“人造太陽(yáng)”的研究可以追溯到20世紀50年代前，科學(xué)家發(fā)現核聚變最基本原理后，各國逐漸開(kāi)展了相關(guān)研究。由于研究難度巨大，20世紀80年代，多方聯(lián)合提出建立全球最大的“人造太陽(yáng)”裝置，ITER計劃全球聯(lián)合建設拉開(kāi)帷幕。

　　目前，共有30多個(gè)國家參與ITER項目的設計、研發(fā)、建設及后期的裝置的運行，形成共有的技術(shù)和知識產(chǎn)權，為下一代“示范堆”奠定基礎。諶繼明表示，中國承擔了ITER項目的18個(gè)制造任務(wù)，其中包括真空室內部件第一壁、磁體支撐系統等核心部分。

　　核聚變研究難度大的原因在于其反應條件嚴苛?！半熬圩兪亲畛Ｒ?jiàn)且最易實(shí)現的核聚變方式，但只有在1億攝氏度以上的極高溫條件下，氘、氚等輕原子核才能夠碰撞聚合，釋放出巨大的能量?！敝R繼明解釋?zhuān)敎囟?、密度和維持時(shí)間都達標才能實(shí)現核聚變點(diǎn)火，同時(shí)還需要實(shí)現高溫下的控制才能有效輸出核聚變能量?！耙虼?，ITER裝置由主機和用于發(fā)電的外圍兩大系統組成，其中主機系統更為復雜?！?/p>

　　怎樣打造“人造太陽(yáng)”的“防火墻”？

　　由于“人造太陽(yáng)”所發(fā)生的核反應需要上億攝氏度高溫下進(jìn)行，這就需要一個(gè)潔凈的高真空環(huán)境，即大型環(huán)形真空室。經(jīng)研究，科學(xué)家們采用“甜甜圈”狀的托卡馬克可控熱核聚變裝置，通過(guò)將高溫高壓的等離子體約束并懸浮在環(huán)形空間內部，以達到核聚變反應的環(huán)境并實(shí)現控制。

　　而在此裝置中，直接面對極強熱輻射的第一壁便是最重要的核心技術(shù)之一。諶繼明介紹，第一壁發(fā)揮了巨大的作用，它要限制等離子體越界的同時(shí)保護外圍設備不被高溫損傷，還要把核聚變反應釋放的能量帶出來(lái)，用于外圍儲能發(fā)電。

　　ITER第一壁內側增強熱負荷部件是中國承擔設計、研發(fā)、制造的關(guān)鍵部件之一。整個(gè)660平方米的真空室第一壁表面由440個(gè)部件組成，其中中國承擔的部分占比12%，是制造難度最大的部件之一，其接受的表面熱輻射達到每平方米4.7兆瓦，相當于太陽(yáng)照射地球表面熱量的4700倍。憑借50多年可控核聚變研究經(jīng)驗，核工業(yè)西南物理研究院成為該“防火墻”的“承建商”。為保證質(zhì)量且按時(shí)提交部件，中國經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展和趕超，解決了材料加工、制造、連接等方面的多項技術(shù)難題，實(shí)現ITER關(guān)鍵部件研發(fā)的實(shí)質(zhì)性工程突破。

　　何以在未來(lái)繼續領(lǐng)跑？

　　隨著(zhù)原型件所有手指的制造和最終的裝配推進(jìn)，2022年11月，ITER增強熱負荷第一壁完成了首件制造，初步檢測表明該部件的核心指標優(yōu)于設計要求，具備了批量制造的條件。諶繼明指出，這也標志著(zhù)中國全面突破了“ITER增強熱負荷第一壁”的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現該項核心科技的全球領(lǐng)跑，為下一階段的批量生產(chǎn)，按期按質(zhì)按量向ITER國際組交付產(chǎn)品，保障ITER裝置的順利運行提供了條件。

　　要保證核聚變進(jìn)行的潔凈環(huán)境，就需要真空室內所有部件不能有冷卻劑泄漏?！叭绻入x子體和核聚變被污染，反應便不可持續?！敝R繼明介紹，因此，2018年，團隊成功開(kāi)發(fā)了一項模擬聚變實(shí)際運行工況的氦檢漏技術(shù)，在250攝氏度高溫和4個(gè)兆帕，即40個(gè)大氣壓的高壓情況下進(jìn)行檢測。在科技部的支持下，團隊成功研制了全球首項能夠檢測部件且檢測結果達到ITER要求的技術(shù)，并向ISO國際組織提出申請，成功立項一項聚變堆承壓部件高溫高壓熱氦檢漏方法的國際標準。

　　“這是全球核聚變領(lǐng)域的中國智慧，意義重大?！敝R繼明表示，這一由中方牽頭推薦的國際標準將成為全球核聚變領(lǐng)域的首個(gè)國際標準，為核聚變工程領(lǐng)域做出貢獻?！跋Ｍ覀儼雌谏踔撂崆敖桓恫考?，及早地履行我們的國際的承諾，共同助力‘人造太陽(yáng)’早日從理想變?yōu)楝F實(shí)?！敝R繼明說(shuō)。(完)