全国政协委员段旭如:积极抢占聚变能研发制高点,让科幻变为现实-ayx爱游戏官方

全国政协委员段旭如:积极抢占聚变能研发制高点,让科幻变为现实

发布时间:2023-03-22 信息来源:

  

  今年年初,电影《流浪地球2》火爆全网,影片中关于核聚变的大胆设想和震撼画面,让更多的人将目光聚焦到核聚变能源上。

  毋庸置疑,能源是人类实现可持续发展的关键因素之一。而现有的能源形式当中,无论是石化能源还是可再生能源都或多或少存在各自的限制。

  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指出,相比于现阶段人们使用的石化、风电等能源,可控核聚变发电具有诸多优势,首先是燃料丰富,地球储备的石化能源迟早有一天会枯竭,而核聚变的燃料“氘”可以直接从海水当中提取,资源十分丰富。其次是核聚变可以实现无碳排放,也不会产生长寿命的放射性产物,对环境十分友好。第三是可控核聚变发电的原动机和火电等形式的类似,都是“烧开水”的模式,那就意味着可以在一定空间范围内实现大功率电能的稳定输出,不受地域、气候等外界因素的影响。

  他进一步表示:核聚变能是目前认识到的最终解决人类能源问题的重要途径。

  正是这些“无限接近完美”的优势,深耕核聚变领域多年的段旭如几年来多次提案呼吁应加强加快核聚变研发,并在去年两会期间谈到,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。今年两会期间,他再一次建议:加强顶层统筹设计,加快解决短板问题,加速推进核聚变能开发全面迈入工程技术的研发与验证阶段,积极抢占聚变能研发制高点,让科幻变为现实。

  国际核聚变研发屡获突破

  2022年12月,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置实现了聚变输出能量大于激光输入能量,聚变反应的能量增益(q)大于1。该消息一度引发网友热议:这是否意味着将改变核聚变研发轨迹,或是提速商运进程?

  暂且不回答上述问题,先来看看国际核聚变研发现状。事实上,在国际核聚变研发赛道上,早已打响“奔跑”发令枪,各国及相关组织方积极推进这一颠覆性技术的研发。随着国际热核聚变实验堆(iter)计划的启动已走向发展聚变堆核工程技术的工程阶段,各国研发不断提速,且屡获突破,如2021年世界最大的在运磁约束聚变研究装置━欧洲联合环实现了59兆焦耳聚变能量输出,以及上述的美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室实验突破。

  与此同时,世界多国正在积极筹划自主设计建造核聚变堆,希望通过开展大规模核聚变反应堆的工程设施设计、建造,能在未来核聚变能的商业开发和应用中获得主导权。

  对此,段旭如表示,近年来国际聚变研究屡获突破,令人鼓舞。针对美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室所取得的成果,他表示,人类对于可控核聚变的主流技术路线之一是磁约束核聚变,也是参与国家更多、研究更广泛的技术路线,如多国合作的“国际热核聚变实验堆(iter)”计划、国内熟知的“新一代‘人造太阳’(hl-2m)”等都属于磁约束聚变托卡马克装置。

  而此次美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室装置属于惯性约束聚变装置,是利用激光作为驱动源的。其中能量增益(q)指的是聚变装置输出能量和输入能量的比值,这是衡量聚变装置功能的重要指标,实现q大于1的能量产出必然是聚变研究具有标志的节点,意味着在工程上对可控核聚变的掌握已经取得了不小的进步,这也给从事聚变科学研究的科研人员带来了鼓舞。

  但是,根据公布的数据,从实际运行角度来看,相对于磁约束核聚变来说,要实现惯性约束聚变反应的商业进程还有很长的路要走。

  全力奔赴在“我们负责实现”的聚变之路上

  今年年初《流浪地球2》上映,中核集团发文:“你们尽管想象,我们负责实现”,迅速火遍全网,网友表示,这是科技与科幻的双向奔赴,是梦幻联动。

  对此,段旭如表示,“这充分展现了中核集团作为央企的责任担当与科技实力的自信。我们的科学家正奔赴在‘我们负责实现’的聚变之路上,全力寻找‘终极’能源之秘钥,且向世界展现了核聚变研发中的中国力量。”

  作为我国核能发展“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略的最后一步,大力开展可控核聚变技术攻关已作为低碳前沿技术纳入《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》。

  段旭如表示,在我国政府大力支持和科研人员的努力下,我国核聚变技术研究已从跟跑大步跨越到并跑,部分技术甚至实现领跑,2022年新一代“人造太阳”(hl-2m)突破100万安培,创造了国内等离子体运行新纪录。

  与此同时,积极参与iter国际合作项目,段旭如表示,通过多年探索与攻关,我国在一些聚变堆关键技术与关键材料等方面已经拥有国际先进的研发或生产能力,在服务iter计划的同时,也带动了这些领域及相关行业的技术升级,为推动iter发展持续贡献中国智慧和中国力量。

  2008年以来,我国陆续承担的18个关键部件研制项目的制造任务,贡献比例约占9%,其中70%以上以实物贡献方式(即研发制造iter装置部件),涵盖了iter装置的关键部件,由上百家科研院所、企业承担。在iter关键部件研制项目研发制造过程中,取得了重大突破,解决了一系列聚变工程关键技术。以iter第一壁关键部件研制项目半原型部件为例,我国2016年成功通过了高热负荷试验认证,在世界范围内率先实现了该类部件的高热负荷测试,相关技术被iter国际组织推荐应用到iter偏滤器上。

  2019年,中核集团中国核电工程有限公司牵头的中法联合体,与iter组织签署了tac1项目工程总承包合同,这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,该合同的签订标志着我国核聚变技术与人才积累、核电建设能力以及国际影响力获得国际聚变界认可。tac1安装标段工程是iter装置最重要的核心设备安装工程,其重要性相当于核电站的反应堆、人体里的心脏。

  2022年,iter增强热负荷第一壁完成首件制造,其核心指标优于设计要求,具备了批量制造条件。这是我国在可控核聚变领域的重大突破,标志着中国全面突破“iter增强热负荷第一壁”关键技术,实现该项核心科技持续领跑,有力提升了我国在该领域的话语权。

  段旭如表示:“我国按时、高标准、高质量交付了有关任务,关键部件研制项目完成质量与进度均走在iter七方前列,有力推动了项目实施,得到参与各方充分肯定。”

  建议:加强顶层设计与统筹,优势互补,协同攻关聚变堆核心关键技术

  一系列的成绩令人鼓舞。为加快推进聚变能开发进程,早日实现聚变能技术高水平自立自强、助推“双碳”目标的实现、促进能源新体系构建和保障国家能源安全,段旭如表示,应充分发挥我国现有核科技工业体系的作用,强化顶层设计和统筹,有目的有原则引导并调动核工程等相关优势单位积极参与核聚变能开发,有组织有分工地促进相关单位优势互补,协同攻关聚变堆核心关键技术,逐步完善我国聚变能源技术研发工业体系,推进核聚变能研发高质量发展。

  他建议:强化顶层设计和统筹,通过加强政策、资金、平台等稳定支持,一方面持续强化聚变技术研究,力争尽早全面实现技术领跑;另一方面发挥新型举国体制优势,依托我国完整的核科技工业体系和丰富的核工程经验的优势,强化聚变核工程研究,以核聚变领域的专业院所为核心,充分调动核工程单位、业主单位、制造商、监管部门等各方积极参与,逐步完善聚变能的技术开发体系和工业体系,借鉴和吸纳核电工程设计、建造、运行、项目管理先进经验,加快解决短板与卡脖子问题,加速推进核聚变能开发全面迈入工程技术的研发与验证阶段,积极抢占聚变能研发制高点。(胡春玫)

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