APP 當(dāng)?shù)貢r間2024年2月29日，全球最大“人造太陽”國際熱核聚變實驗堆（ITER）組織與中核集團(tuán)中核工程牽頭的中法聯(lián)合體正式簽署真空室模塊組裝合同。這是中國在成功安裝其心臟設(shè)備之后，再次承擔(dān)其核心設(shè)備的安裝任務(wù)，中國人將再次為ITER計劃順利推進(jìn)貢獻(xiàn)智慧和力量。
據(jù)了解，真空室模塊組裝是目前ITER項目最重要設(shè)備在關(guān)鍵路徑上的工作，對整個ITER項目的成功起到至關(guān)重要作用。真空室外形像一個甜甜圈，但是由于尺寸巨大，為了便于安裝，整個真空室被分成了9個真空室模塊，但真空室模塊本身也是三層夾心結(jié)構(gòu)，由內(nèi)到外分別為40度真空室扇段、真空室冷屏和環(huán)向場線圈。
這是11月23日在位于法國圣保羅-萊迪朗斯的國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）建設(shè)現(xiàn)場拍攝的安裝中的托卡馬克裝置。
圖片來源：新華網(wǎng)（梁希之 攝）
“人造太陽”，是在哪里造太陽？
伴隨全球人口增長與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源需求將持續(xù)增長。然而，地球化石燃料的儲量有限，尋找未來能源成為當(dāng)務(wù)之急。從這個角度來看，可控核聚變是目前人類認(rèn)識到的，可以最終解決人類社會能源與環(huán)境問題、推動人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。
核聚變主要燃料是存在于海水之中的氘和氚，一升海水提取的氘能產(chǎn)生的聚變能源，相當(dāng)于300升汽油。聚變產(chǎn)物沒有放射性，而且由于聚變反應(yīng)需要的條件比較高，一旦發(fā)生事故，造成反應(yīng)的等離子體約束破裂便會使聚變反應(yīng)終止，因此聚變?nèi)剂系谋４孢\(yùn)輸、聚變電站的運(yùn)行都比較安全。
基于此，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃2006年應(yīng)運(yùn)而生。它由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方共同參與建造，被譽(yù)為全世界最大的“人造太陽”，也被看作是照亮人類未來的終極能源夢想。
ITER托卡馬克裝置重達(dá)2.3萬噸，相當(dāng)于三個半埃菲爾鐵塔，包含近百萬個組件。這個全球最大、最復(fù)雜的“人造太陽”一旦建成，聚變實驗功率將達(dá)50萬千瓦，將在探索核聚變在科學(xué)和工程技術(shù)上的可行性方面邁出重要一步。
人類為何要全力推進(jìn)“人造太陽”項目？
“人造太陽”，旨在模擬太陽發(fā)光發(fā)熱的核聚變過程。通過在實驗室里建造裝置，模擬演示等離子體達(dá)到產(chǎn)生聚變的條件，源源不斷地釋放出聚變能。由于實現(xiàn)核聚變的原材料在地球上極豐富，且排放無污染，如果能造一個“太陽”發(fā)電，人類有望實現(xiàn)能源自由。
圖為2023年11月23日，在位于法國圣保羅-萊迪朗斯的國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）預(yù)組裝大廳里，高高的吊架上懸著一個超大豌豆形金屬設(shè)備，吊斗里的技術(shù)人員正在對它進(jìn)行檢查。
圖片來源：新華社（高靜 攝）
參加ITER計劃以來，中國積極參與建設(shè)，承擔(dān)著諸多核心部件研發(fā)制造（采購包）任務(wù)?！澳壳埃袊袚?dān)的ITER采購包，不管是在研發(fā)進(jìn)度還是在完成質(zhì)量方面，均處于7方的前列，為ITER建設(shè)貢獻(xiàn)了中國力量與智慧。在國際聚變舞臺上，中國有了更大的話語權(quán)。
ITER原計劃2025年正式開始等離子體實驗，2035年進(jìn)一步開始進(jìn)行全氘-氚聚變實驗。據(jù)了解，本次中標(biāo)的真空室模塊組裝工作就像穿衣服一樣，將真空室冷屏、環(huán)向場線圈在裝配大廳集成組裝到真空室扇段上，然后再整體吊裝到托卡馬克堆坑內(nèi)。真空室模塊9個扇區(qū)，單獨完工交付，9個扇區(qū)的計劃安裝總工期為35個月。
今年4月，中國自主研制的托卡馬克裝置“東方超環(huán)”取得重大突破，在1億攝氏度超高溫下運(yùn)行近10秒。ITER計劃科學(xué)和運(yùn)行主管盧斯表示，中國自主研制的核聚變裝置有重要借鑒意義，將幫助該項目工作人員更深入理解和操作相關(guān)設(shè)備。
讓我們一起期待，中國力量，綻放世界！
綜合來源：新華社、人民日報、科技日報、經(jīng)濟(jì)參考報等
