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太陽，是地球賴以生存的光熱能量之源。獲得像太陽能一樣取之不盡用之不竭的可持續(xù)清潔能源，一直是人類的夢(mèng)想，這也是國(guó)際科學(xué)界推出國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃的原因。因?yàn)槠溲芯康氖芸睾司圩儷@得能量原理與太陽釋放光熱相同，這項(xiàng)計(jì)劃又稱“人造太陽”計(jì)劃，科學(xué)家想借此計(jì)劃從根本上解決人類共同面臨的能源問題。

自2007年加入ITER計(jì)劃以來，我國(guó)積極推動(dòng)該計(jì)劃的實(shí)施，在核聚變研究領(lǐng)域取得了諸多成果，為“人造太陽”貢獻(xiàn)了中國(guó)力量。

日前，由科技部基礎(chǔ)司、合作司、資管司、核聚變中心共同主辦的“ITER十年——回顧與展望”會(huì)議在北京召開，國(guó)際聚變界討論并共同簽署了《北京聚變宣言》，進(jìn)一步倡導(dǎo)世界各國(guó)在聚變能源相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面加強(qiáng)合作，共同推動(dòng)全球聚變能研究發(fā)展，為最終解決世界能源短缺和環(huán)境污染問題貢獻(xiàn)力量。

1、“人造太陽”正在從夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)

目前，參與ITER計(jì)劃的各國(guó)都在通過建造反應(yīng)堆級(jí)核聚變裝置，把“人造太陽”從夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

“包括中國(guó)、歐盟、俄羅斯、美國(guó)、日本、韓國(guó)和印度七方在內(nèi)的30多個(gè)國(guó)家參加了ITER計(jì)劃。不過‘人造太陽’的科研目前仍處于工程建設(shè)階段。”我國(guó)核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心總監(jiān)潘傳紅介紹，根據(jù)ITER計(jì)劃的部署，2007年至2025年為建造階段。在此階段，各國(guó)科學(xué)家都在建造反應(yīng)堆級(jí)核聚變裝置。

據(jù)潘傳紅介紹，以中國(guó)為例，我國(guó)先后建成并升級(jí)改造了中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A和東方超環(huán)(EAST)。

中科院李建剛院士介紹說，中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A裝置是我國(guó)第一個(gè)大型托卡馬克裝置。所謂托卡馬克，就是用強(qiáng)磁場(chǎng)來約束高溫等離子體，因?yàn)槿魏挝镔|(zhì)都不能承受核聚變?cè)斐傻母邷?。中?guó)環(huán)流器二號(hào)A裝置內(nèi)的等離子體電子溫度已經(jīng)達(dá)到5500萬度，使中國(guó)繼美國(guó)、日本、歐盟之后，第四個(gè)實(shí)現(xiàn)等離子體的高約束模式運(yùn)行。

東方超環(huán)則是世界上第一個(gè)“全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置”。2017年7月3日，EAST首次實(shí)現(xiàn)等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運(yùn)行，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。此外，華中科大和中科大兩所高校也建設(shè)了自己的實(shí)驗(yàn)裝置。

“從2008年至2017年，在中國(guó)參與ITER計(jì)劃的帶動(dòng)下，國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究共部署119個(gè)項(xiàng)目，總計(jì)安排經(jīng)費(fèi)約40億元。”潘傳紅說，預(yù)計(jì)在2050年左右，ITER計(jì)劃可以實(shí)現(xiàn)核聚變能商業(yè)應(yīng)用。

2、中國(guó)成為推動(dòng)ITER計(jì)劃的重要力量

據(jù)科技部中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心主任羅德隆介紹，十年來中國(guó)承擔(dān)了很多ITER采購包制造任務(wù)，高質(zhì)量地交付了有關(guān)制造設(shè)備和部件，中國(guó)成為推動(dòng)ITER計(jì)劃的重要力量。

“以中科院等離子體所為例，我們承擔(dān)了中國(guó)ITER采購包的部分任務(wù)，第一個(gè)采購包于2015年順利交付，并實(shí)現(xiàn)了100%的國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)品質(zhì)量100%滿足ITER要求。”中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)張杰介紹，作為ITER七方的成員之一，中國(guó)爭(zhēng)取和承擔(dān)了相應(yīng)份額的ITER采購包任務(wù)。這些任務(wù)技術(shù)含量高，時(shí)間緊，難度大，但中國(guó)團(tuán)隊(duì)敢于承擔(dān)，勇于創(chuàng)新，克服了重重困難，高效率、高質(zhì)量地推進(jìn)采購包任務(wù)，贏得了國(guó)際同行的高度贊譽(yù)。

據(jù)介紹，ITER全套磁體支撐系統(tǒng)由中方獨(dú)立建造，中方在特殊環(huán)境焊接技術(shù)和異形鍛件等領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。環(huán)向場(chǎng)、極向場(chǎng)導(dǎo)體在研制過程中，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)低溫超導(dǎo)股線100%國(guó)產(chǎn)化、100%滿足質(zhì)量要求，研發(fā)和生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到國(guó)際一流水平。通過參加ITER，一大批中國(guó)企業(yè)的技術(shù)能力得到了提高，不光是高質(zhì)量按時(shí)完成了任務(wù)，同時(shí)也把這些技術(shù)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他方面，比如高性能核磁共振儀研發(fā)等。

十年來，ITER組織中方職員數(shù)量持續(xù)上升，目前已突破70人，僅次于歐盟，并培養(yǎng)了多位長(zhǎng)江學(xué)者，吸引了一批海外千人計(jì)劃入選者歸國(guó)。據(jù)了解，目前已有超過3400名科學(xué)家、2700名學(xué)生加入到我國(guó)磁約束核聚變技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)團(tuán)隊(duì)中。

3、中國(guó)將繼續(xù)推動(dòng)ITER計(jì)劃的實(shí)施

經(jīng)過多年努力，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)際聚變界的影響力不斷增強(qiáng)，有些技術(shù)已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，部分技術(shù)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑世界。

“此項(xiàng)計(jì)劃也使我國(guó)多項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)研究成果位于世界前位，甚至在某些方面領(lǐng)先世界。”李建剛院士表示，比如我國(guó)建成并升級(jí)改造的中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A和東方超環(huán)，就讓我國(guó)科學(xué)家在探索實(shí)現(xiàn)聚變能源的工程、物理問題等方面的研究走在了世界前列。

“參與ITER項(xiàng)目的十年，是中國(guó)核聚變產(chǎn)業(yè)鏈培育并不斷完善的十年，是中國(guó)核聚變工程技術(shù)人才與團(tuán)隊(duì)持續(xù)儲(chǔ)備的十年，是中國(guó)核聚變技術(shù)能力與管理水平大跨步前進(jìn)的十年。”中科院萬元熙院士表示。

科技部部長(zhǎng)萬鋼表示，ITER計(jì)劃的實(shí)施，是一個(gè)平等參與、互利共贏、共同進(jìn)步的國(guó)際大科學(xué)工程范例，使得中國(guó)在材料科學(xué)、超導(dǎo)技術(shù)、精密加工等相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)能力和技術(shù)水平取得長(zhǎng)足進(jìn)步，有些技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，將繼續(xù)推動(dòng)ITER計(jì)劃的實(shí)施，爭(zhēng)取加強(qiáng)國(guó)際合作，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化、和平利用核能和人類可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)中國(guó)智慧和中國(guó)方案。