中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

“人造太阳”计划(资料图片)

热核聚变实验20年后将诞生“人造太阳”

中广网北京6月17日消息据中国之声《新闻纵横》07时13分报道,看过灾难大片《2012》的朋友可能还记得,影片里有一个庞大的、多国合作完成的“诺亚方舟”计划,承载着人类继续繁衍生存的希望。但是您相信吗?现实中,国际间确实有一个多国合作计划,只不过在这个计划中,多国合作建设的不是“诺亚方舟”,而是被称为"人造太阳"的国际热核聚变实验堆,它承载的是人类未来新能源的希望。

昨天(16日),国际热核聚变实验堆7个成员国代表齐聚中国江苏,共同研究这一可能影响人类从根本上解决能源问题的计划。那么,目前这一计划进展的怎么样?遇到哪些目前无法解决的难题呢?马上连线中国之声前方记者费磊,了解详细情况。

主持人:目前被称为人造太阳计划的国际热核聚变实验堆计划进展怎么样了?

记者:人造太阳计划就是要复制太阳内部的核聚变的过程产生巨大的能量供人类使用,早在上世纪50年代,人类就实现了核聚变的反应就是氢弹的爆炸,但是氢弹瞬间猛烈爆炸是无法控制的,所以人们就想要把氢弹爆炸出的巨大能量如何来能够被人类用于社会生产和人类生活,伊特尔计划一提出就受到了世界各国政府的青睐,到目前伊特尔计划总共有七个方面,三十三个国家参与这个计划。

总的来说,中国、欧盟、日本、韩国俄罗斯美国印度,这33个国家计划涉及到全球60%的人口和80%的GDP,是个相当宏大的计划,它也成为了世界上最大的一个国际大科学工程化,伊特尔集成了当今世界上受控磁约束核聚变的主要的科学和技术成果,从2008年开始,伊特尔试验堆工程已经在法国南部城市卡达拉舍进行建设,项目预期要持续30年,10年作为前的工程期建设,后20年作为试验运行期。

预算总经费是100亿欧元,其中欧盟承担40%的经费份额,其他六方各承担9%,这次第六届理事会就是要审议伊特尔一个最基本的计划叫计划基准,也就是对伊特尔计划的总进度、总费用、技术规格、项目管理在内的几个文件进行最后的审核,然后就要开始在法国南部城市进行具体的核聚变试验堆的工程建设了。

在昨天(16日)的会议开幕式上,科技部部长万钢也表示,中国方面也将会一如既往的支持伊特尔组织的工作,履行中方在伊特尔计划中的各项承诺和义务,如果说最终大家要看到,核聚变实验堆能够完成它的实验供人类生活大概也要得20年到30年以后才能见到最初的成效

中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

“人造太阳”面众多难题 待破解任重而道远

对于人类和平利用核能,我们熟悉的是现在各国普遍采用的核电站,它是靠核裂变产生的能量发电,而国际热核聚变实验堆则是靠核聚变获取能量,利用聚变获取能量将更加环保、可利用资源无限大、还不会产生放射性废料。

另外,国际热核聚变实验堆的反应原理与太阳内部的聚变原理一样,所以它也被人们形象的成为“人造太阳”。科技部副部长曹建林在接受中国之声采访时说,“人造太阳”计划将帮助人们彻底摆脱能源短缺的困境:

曹建林:在太阳内部不断的进行着核聚变,然后它放出巨大的能量,如果我们能在地球上造成这种核聚变,实际上就是直接在造太阳,模拟太阳能源的制造机理的话制造能源,将比较彻底的解决人类所面临的能源问题。

中国核工业集团公司核聚变专家段旭如在接受我们采访时说,从理论上看,国际热核聚变实验堆几乎能为人类提供无穷的能源。

段旭如:大家知道现在我们这个能源需求越来越大,现在对于我们国内来说,现在的主要能源是化学能源,也就是煤和天然气、石油,现在这些能源的消耗和使用会产生很多的一些问题,但是未来一个不能满足我们的需求。

另外对环境造成很大的影响,核聚变实际上它有很多的优点,一个是资源可以说是无限的,它主要的是新的同位素氘和氚以深海里面提取的氘,若全部反应掉,释放出的能量相当于300升汽油提供的能量,可想而知对我们未来的发展是很关键的。

国际热核聚变实验堆计划是目前世界上仅次于国际空间站的国际大科学工程计划,是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步,因此备受各国政府与科技界的高度重视和支持。

1985年,正处在冷战时期的美、苏两个核超级大国在日内瓦峰会上提出了一个人类历史上前所未有的宏大合作计划——“国际热核聚变实验堆计划”,这就是被称作“伊特尔”的人造太阳计划。1988年“国际热核聚变实验堆”计划正式启动。经过20多年的共同努力,在克服一个又一个重大科研难题的基础上,由中、欧、日、韩、俄、美六方组成的ITER国际组织于2007年10月24号正式成立,后来印度也加入进来

中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

热核聚变试验堆模拟图(资料图片)

如今,正在法国南部城市卡达拉舍建设的ITER工程是目前世界上规模最大的国际科研合作项目之一。国际热核聚变实验堆项目预期持续30年,10年作为工程建设,20年作为运行,最初估计总经费100亿欧元,其中欧盟承担40%,其余6方各承担9%。

中国在2003年2月宣布作为全权独立成员加入该计划谈判。这意味着中国承诺承担国际热核聚变实验堆工程总造价100亿欧元的10%,并享受全部知识产权。中国核工业集团公司核聚变专家段旭如介绍说,中国参与这个项目意义重大。

段旭如:欧盟它承担的义务和经费的话,差不多50%,其他几方就是9%或者说10%,中国也提供9%到10%的支持,这个支持的话,70%以上是提供实物的贡献,也就是说给衣特尔要提供这些部件,全部的知识产权我们可以共享,这样的话我们虽然只承担了10%,但实际上其他90%我们有很多的一些技术资料都可以共享的,这样的话对今后我们建造自己的试验堆有更多技术上的支持。

那么,人类的“人造太阳”计划还要多久才能成功,并为人类造福呢?中国能源网首席信息官韩晓平昨晚在接受中国之声《新闻纵横》值班编辑采访时说,目前这一工程还面临很多难以解决的困难,离人类最后的实际利用还有很长的路要走。

韩晓平:不久前中国科学院工程热物理所近80岁的蔡睿贤院士跟我们讲,他说在他很小的时候,当时一些科学家就告诉他,50年后人类就可以使用可控核聚变,但是50年过去了,他告诉我们,他最近问这些科学家还需要多少年?

这些科学家依然跟他说需要50年的时间,也许人类还要继续奋斗50年甚至更长的时间,但是人类最终希望能解决这个难题,因为这个是非常困难的,因为核聚变会产生非常非常高的温度,首先我们要把它控制它聚变是非常不容易的,一旦控制它了以后,这么高的温度我们怎么会把这么高的温度转化成有效的电能?这又是一个非常艰难的工作,人类最终要解决的还有很多很多的难题,要一个一个的去解决。

现实中,国际间确实有一个多国合作计划,只不过在这个计划中,多国合作建设的不是“诺亚方舟”,而是被称为"人造太阳"的国际热核聚变实验堆,它承载的是人类未来新能源的希望。

中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

工作人员在为“人造太阳”的下一轮实验做准备。

中国巨资参与国际热核聚变实验堆 30年后或有突破

1月15日,工作人员在“人造太阳”前忙碌,为下一轮实验做准备。

合肥,2010年1月16日 “人造太阳”内核成功降温

日前,“EAST”全超导托卡马克核聚变装置(俗称“人造太阳”)低温系统改造工程的子工程——液氮传输线改造工程在合肥竣工,成功实现液氮传输功能。该工程可为“人造太阳”的重要部件降温,保障其稳定运行。至此,“人造太阳”低温系统改造工程告一段落。据介绍,“人造太阳”是世界首个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的核聚变实验装置

国际热核聚变实验堆(ITER)组织第六届理事会16日在中国苏州举行,这是ITER组织理事会首次来华召开,显示出中国在参与这一国际大科学工程项目管理中的重要作用。中国参加ITER计划历程如下:

2003年2月,中国正式加入ITER计划谈判。

2003年11月,中国国家中长期科技发展规划ITER专项论证专家组进行论证。

2006年11月,中国和参加ITER计划谈判的各方代表,共同签署《联合实施国际热核聚变实验堆计划建立国际聚变能组织的协定》(简称《组织协定》)、《联合实施国际热核聚变实验堆计划国际聚变能组织特权和豁免协定》(简称《特豁协定》)及其它相关文件。

2007年2月,中国国务院批准设立“ITER计划专项”。

2007年8月,中国全国人大常委会审议通过《组织协定》和《特豁协定》。

2007年9月,中国政府向ITER组织正式提交由国家主席签署的《组织协定》和《特豁协定》这两个协定批准书。

2008年10月,中国国内机构——中国国际核聚变能源计划执行中心成立,ITER中国工作全面展开。

截至2010年5月,中国已与ITER组织签订5个采购包安排协议,涉及环向场线圈导体、极向场线圈导体、校正场线圈、磁体支撑以及磁体馈线和校正场线圈导体等采购包,并与中国国内相关科研机构和企业签订了环向场认证导体、导体集成和超导股线等采购包制造任务采购制造合同。

ITER计划是目前世界上仅次于国际空间站的又一个国际大科学工程计划,它将集成当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果,首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆,是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步,因此备受各国政府与科技界的高度重视和支持。ITER计划也是目前中国以全权、平等伙伴身份参加的规模最大的国际科技合作计划,在ITER计划七方中,中国承担实物与现金贡献的比例约10%

在建造阶段,贡献形式主要为实物贡献,各方共同承担ITER装置的部件研制和安装调试。经充分的讨论与协商,考虑到各方的研究制造能力、优先级别以及政治因素等,最终就ITER装置建造任务的分摊达成一致意见:欧盟、日本、中国、印度、韩国俄罗斯美国分摊比例为4:2:1:1:1:1:1。根据最后谈判结果,以及截止到2010年初ITER组织及各方认同的采购安排的调整,中方目前承担的采购任务(采购包)有12个:

磁体支撑系统(Magnet Supports)

校正场线圈(CC: Correction Coils)

磁体馈线系统(Feeders)

磁体馈线与校正场线圈导体(Feeder&CC conductors)

环向场线圈导体(TF: Toroidal Field coil conductors)

极向场线圈导体(PF: Poloidal Field coil conductors)

包层第一壁(FW: First Wall)

包层屏蔽模块(Shield Module)

气体注入系统和辉光放电清洗系统(GIS&GDC: Gas Injection System and Glow Discharge Cleaning System)

脉冲(负荷)高压变电站设备(PPEN: Pulsed Power Electrical Network)

交直流功率变流器-磁体线圈电源(AC/DC Converters)

诊断系统 (Diagnostic System)

在上述12个采购包中一部分都是照图加工(BP)任务,ITER组织提供详细设计图纸,中方根据双方约定的进度计划,在规定的时间内完成制造任务并负责运输到指定地点。另有一部分采购任务是ITER组织提供功能指标(FS),中方提供详细设计并完成制造任务,包括GIS&GDC、诊断、磁体线圈电源和高压变电站材料等4个采购包。

截止到2010年5月,中方已与ITER组织签署了5个采购安排协议

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