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我国核聚变发展取得重大突破

来源:中国环境报2020-12-14 09:51

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  图为中国环流器二号M装置(HL-2M)。 中核集团供图

  近日,新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电,标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术,为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。

  中国环流器二号M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置,是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置,采用更先进的结构与控制方式,等离子体体积达到国内现有装置两倍以上,等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上,等离子体离子温度可达到1.5亿摄氏度,能实现高密度、高比压、高自举电流运行。这是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置,也是我国消化吸收ITER(国际热核聚变反应堆计划)技术不可或缺的重要平台。

  这一项目于2009年由国家原子能机构批复立项,由中核集团核工业西南物理研究院自主设计建造。作为核工业主管部门,国家原子能机构通过强化科研投入和研发能力建设等,全力推动核聚变相关基础研究与应用研究。近年来国家原子能机构创新管理模式,赋予科研院所自主权和决定权,持续稳定支持核聚变基础性、前瞻性研究,催生了一大批原创性、前沿性成果。

  此前,中核集团先后研发了多种类型的磁约束聚变研究装置,建成了中国环流器一号、新一号和二号A装置等三大国家重要科研设施,并取得了系列重大科研成果,树立了中国核聚变研究史上的一座座丰碑,为我国聚变能的发展奠定了坚实的科学工程技术与人才基础。

  在HL-2M装置建设过程中,核工业西南物理研究院联合国内多家研制单位,在装置物理与结构设计、特殊材料研制、材料连接与关键部件研发、总装集成等方面取得了多项突破,实现了可拆卸线圈结构,提升了控制运行水平,增强了装置物理实验研究能力;攻克了高镍合金双曲面薄壁件大型真空容器模压成型和焊接变形控制等关键技术;掌握了具有国际先进水平的异形铜合金厚板材制造成型工艺,实现了高强度膨胀螺栓组件的自主国产化;研制成功国际先进水平的国内首台大型立轴脉冲发电机组。以HL-2M装置建设为牵引,西物院掌握的特种材料、关键设备、极端条件精密制造等关键技术,已形成“同步辐射”效应,在航空、航天、电子等前沿领域实现创新应用。

  HL-2M装置是实现我国核聚变技术高质量发展的重要依托,将使我国堆芯级等离子体物理研究及相关关键技术达到国际先进水平,成为中国携手世界核聚变能开发的国际合作平台。面向全球,它将吸引和集聚国际核聚变高端人才,培养造就一批具有国际水平的核聚变科技领军人才与高水平的创新团队,形成一批具有国际影响力的标志性科技成果。

  据介绍,我国核能发展实施“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略中,将聚变能作为解决能源问题的最终一步。开发核聚变能不仅是解决我国能源战略需求问题的途径,而且对我国未来能源与国民经济的可持续发展具有重大战略意义。目前,国家原子能机构正在研究布局一体化核聚变研究创新体系,打造国家级核聚变创新研究平台、国内外专家学者交流平台、青年科学家成长平台,全面促进我国核聚变事业由并跑向领跑迈进。(孙浩)

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