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聚焦两会丨全国政协委员段旭如:让科幻变为现实 预计建国百年之际人类可使用上核聚变能源
时间:2022年03月10日 来源:中核集团 点击量:3139 分享:

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钢铁侠穿着带有核聚变装置的战衣一次次拯救人类,电影《流浪地球》中,万座巨大的核聚变发动机推动地球逃离太阳系......在科幻电影中,人类不断幻想可以拥有神秘而包含巨大能量的核聚变能。

事实上,这几年,随着国际热核聚变实施堆(ITER)进入核工程阶段,这个颠覆性前沿技术——核聚变不断被攻克难关,人类越来越接近“太阳”。

今年两会期间,全国政协委员、中核集团核聚变堆技术领域首席专家段旭如在接受记者采访时表示,预计到2050年左右,也就是建国一百年之际,人类可使用上核聚变能源。

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段旭如表示,核聚变能,是人类目前认识到的最终解决人类能源问题的最重要途径之一。过去一直说“50年”,主要是因为此前对于核聚变的研究不够深入,而随着研究逐步推进发现,未知的技术挑战又凸显出来,而要攻克挑战自然需要时间。现在,我们对核聚变技术的认知愈加清晰,特别是国际热核聚变实验堆(ITER)项目的建设,让第一个电站规模的聚变堆成为现实。同时核工程很多技术有了长足的进步,科研人员也更加清楚地认知到未来核聚变电站需要攻克哪些技术。所以作为一名从事聚变研究的科研人员,我认为再经过30年左右的时间,也就是预计2050年左右,人类可以使用上核聚变能源。

事实上,早在上世纪50年代末,我国就已经打响“逐日”之战,2006年参加国际热核聚变实验堆(ITER)计划以来,充分利用良好的国际合作平台与机遇,核聚变相关科研实力得到了极大提升,研发和技术水平也取得长足进步。如今,“我国核聚变技术已从过去的跟跑到并跑,到部分技术达到国际领先水平,实现了点的领跑。”段旭如表示。

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在贡献率方面,ITER项目有七个参与方,具体涉及到35个国家。其中欧盟一方的贡献率约为50%,包括中国在内的其余六方各贡献率约为9%;从技术上来说,在ITER项目一些主要的关键技术中,中国有重要的贡献。如核工业西南物理研究院负责研制的ITER堆芯部位的高热负荷部件,是很重要的核心部件,我国这方面的相关技术在国际上率先通过了认证。此外,中核集团牵头的中法联合体负责承担了ITER主机安装一号合同,是有史以来中国企业在欧洲市场中竞标的最大核能工程项目合同,同时也是中国核能单位首次以工程总承包形式成功参与国际大科学工程项目,标志着中国聚变技术走出国门。目前已顺利完成第一阶段的安装任务。

成绩可圈可点,而在段旭如看来,要实现由点到面的领跑、达到整体水平国际领先,还需要梳理短板、提升能力。应当充分考虑国际核聚变研发进入核工程这一特点,由过去的由聚变等离子体物理与实验运行研究队伍为主要力量,转变为统筹布局并充分吸收具有丰富核工程与技术经验的优势力量共同参与的格局,加强全面性谋划、加强战略性布局。

为此,他呼吁,要统筹资源发挥我国新型举国体制优势,协调各方优势力量深度参与,推进核聚变高质量发展。

纵观近十年我国核聚变技术发展,尽管发展迅速,但仍面临着聚变研究力量不足、学科发展不全面和不平衡等问题。段旭如表示,为实现“热堆—快堆—聚变堆”三步走发展战略、加快建设核强国,有必要发挥我国新型举国体制优势,统一部署并实施我国聚变能发展战略,从政策指导、需求牵引、技术推动、工程突破、资源保障等多个层面促进我国聚变技术的高质量发展,形成由现有的聚变界、核工程技术界、工业(制造)界多方全程深度参与的格局,集中优势资源形成合力,有效解决自主设计建造聚变堆面临的短板与卡脖子问题,形成良性高效的核聚变产业发展格局。

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同时,他认为,要组织现有的聚变研究力量及核工程技术优势力量等多方共同参与,制定国家层面的聚变能发展路线图。

段旭如表示,从人类开发聚变能的历程来看,核聚变研究从以聚变等离子体物理实验与运行为主的基础研究,过渡到聚变堆核工程技术的发展,从过去的非核科学实验研究装置开展的聚变等离子体实验到可以开展大规模核聚变反应的核工程设施的设计、建造乃至运行。从这一发展需求看,除了长期从事聚变等离子体物理实验与运行的力量外,还需要具有丰富经验的核工程技术力量的共同参与,弥补现有聚变研发力量在这些方面经验与技术的不足,吸取ITER的经验教训、避免走弯路(由于核领域工程技术力量前期介入不足一定程度上影响了ITER的如期建设)。因此,我国聚变能发展路线图,需以我国自主设计建造聚变堆目标为需求牵引,充分考虑核工程这一特点,组织现有聚变界力量并吸收核工程与技术专家以及设备制造企业等相关方的广泛参与,制定一个既满足聚变发展,又满足核工程要求的路线图,确保未来聚变堆安全发展、稳定可靠、风险可控。

除此之外,段旭如进一步呼吁,要发挥完整核科技工业体系的优势,加大政策支持和投入保障力度,加快聚变工程技术攻关。

段旭如认为,完整的核科技工业体系对推动聚变能早日实现至关重要,建议依托现有核科技工业体系的基础,凝聚核工程领域具有专业经验和技术基础的相关研究单位和企业,加大聚变领域协同创新力度,逐步搭建聚变能的技术开发体系和工业体系,集中力量开展核聚变工程和技术攻关。充分集成各方资源,在政策、资金、平台等方面给予支持,形成基础研究、应用基础研究和技术研发有机结合的研发体系,以聚变研究堆-聚变实验室-聚变示范堆为路径,分阶段实施,实现核聚变堆研发技术与能力上的跨越式发展,全面助力“双碳”目标实现。

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