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24-04-03 19:56 微博认证:观察者网社区官方微博

【全球最大“人造太阳”,为何只能由中国来安装?】正解局:在过去很长一段时间里,中国一直被ITER排除在外。

表面上的原因是,中国的核聚变研究水平不够。

这个理由,当然是站不住脚的。

实际上,早在1994年,我国第一个圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置EAST“合肥超环”(HT-7)研制成功。

这使我国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。

即便如此,在七个成员国里大部分都没有自己的超导托卡马克装置的情况下,ITER仍然拒绝中国。

2003年,转机出现。

加拿大在竞争选址失败之后,一气之下,宣布退出。

ITER一下子出现了10亿欧元的资金缺口,考虑到中国的“钞能力”,ITER终于同意中国加入。

中国的加入,还有个连带效应。

美国原本在1998年借口要加强基础研究,退出了ITER计划。

中国于2003年1月初表态参加协商后,美国在1月末又宣布重新参加ITER计划。

美国退而复返,显然是因为中国加入让其看到了项目成功的希望。

中国的表现,也确实没让人失望。

中国加入最晚,却成为ITER能推进到今天的最大保障。

时至今日,ITER最重要的四个安装节点都是中国人完成的。

2020年5月,杜瓦底座被成功吊装是第一步。

杜瓦底座是ITER托卡马克装置中最重要的核心设备,它既是第一个被安装的大型组件,又是所有重要设备的基础,承担着安全屏障的作用。

杜瓦底座重达1250吨,安装精度必须控制在2毫米之内。

如此超高难度的作业,中核集团仅48人的团队就顺利完成了,还顺手打破了中国核能行业大件设备吊装的安装精度记录。

底座好了,4个月后,杜瓦下部筒体也要开吊了。

虽说相比上次,这个“小家伙”只有400吨,但这重量也相当于两架波音747飞机了,尺寸占到ITER托卡马克装置的三分之一,吊装作业的技术难度并不小。

2021年1月,杜瓦底座冷屏(LCTS)吊装成功,托卡马克装置第三个重大部件的安装完成。

2021年4月,极向场超导线圈PF6的成功落位,标志着中国对ITER核心设备的四联吊顺利完成,也标志着国际热核聚变实验堆磁体系统的安装工作全面开启。

PF6线圈是所有ITER超导磁体中最底层的、重量最大的、制造难度最高的超导磁体之一,也是决定ITER装置运行成败的最重要线圈之一,仅制造就花了七年多,由中科院等离子体物理研究所完成。

五个月后,托卡马克最后一个下部主要磁体PF5也成功落位。

要知道,那时还是疫情中,中国一点都没把事情耽误,展现真正负责任的大国风范。

这里必须重新提一下文章开头说的消息。

按照原计划,中国团队将要吊装的ITER真空室模块,本应由日本组装。

为此,日本还与欧盟共同研制了JT-60SA,算是先打个样。

2020年已经安装完成,调试了三年,去年12月投入运行。

箭在弦上,可为什么ITER还是临时改变主意了呢?

因为,这个号称世界上最大的JT-60SA,技术上已经大大落后于中国。

日本的JT-60SA只能使用氘(D)作为模拟燃料开展等离子体控制实验,不能直接用来发电。

我国的方案采用具有发电前景的氘氚(D-T)核聚变反应堆,是迄今为止最接近成功的试验装置和示范装置。

最重要的,是从各项技术指标看,中国的托卡马克完胜日本技术。

在合肥,我国先后实现了1兆安、1.6亿度、1056秒的等离子体运行的三大科学目标。

技术上的巨大差距,决定了ITER的重要模块必须由中国来安装。

当然,中国这么又出钱又出力,可不是来当冤大头的。

在加入ITER计划前,国际主流的核聚变会议上几乎没有中国的声音。

加入ITER之后,我国不仅补完了课,还把自己的聚变工程实验堆(CFETR)也提上日程。

在科研方面,中国的核聚变学者和研究机构连续多年获邀在大会作报告,甚至担任会议主席。

这一领域的国际顶级杂志封面上,也时常有中国学者的身影出现。

如今,我们与全球120多个聚变研究机构建立了合作,很多研究成果就是在这样的氛围下诞生的。

参与ITER计划后,中国出钱又出力,换来了广泛的技术合作与领先地位。

我国核聚变技术由跟跑向领跑转变,在国际话语权方面的影响力前所未有。

前面提到的EAST虽然最先进,但只是实验装置。

中国聚变工程实验堆就不一样了,直接瞄准应用,走实用化,目标是建成世界首个聚变实验电站。

目前,实验堆前身“夸父”已经在合肥如火如荼地建设。

一旦成功,我国将拥有一种几乎无限、无污染、无温室气体排放且安全的能源。

这不仅能改善我们的生活质量,促进经济发展,还将深远影响国际秩序和地缘政治。

希望我国的“人造太阳”,早日“升起”。
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