“人造太阳”持续烧钱 商业化要等到本世纪中叶

　　商业化还得到本世纪中叶

　　ITER设计总聚变功率将达到50万千瓦，是一个电站规模的实验反应堆。其作用和任务是，用具有电站规模的实验堆来证明氘、氚等离子体的受控点火和持续燃烧，验证聚变实验堆系统的工程可行性，综合测试聚变发电所需的高热流与核部件，实现稳态运行。

　　“2019年实现第一等离子体，2026—2027实现氘氚聚变反应，在ITER装置上的研究至少要持续到2039年。”丁明勤告诉记者，负责ITER计划进度的专家说，实现第一等离子体放电，这是建设阶段的标志性时间节点。

　　谈及商用前景，丁明勤说，ITER计划用35年时间，建造、运行一个可持续燃烧的托卡马克型聚变实验堆，以验证聚变反应堆的工程技术可行性。
 

　　“目前，参与的7方已经开始讨论下一阶段的示范堆设计。”丁明勤说，示范堆的设计工作肯定不用等到ITER退役，其开工建设也可能不需要等到ITER退役。

　　国际核聚变界对ITER计划及其后聚变能源发展比较普遍的看法是，建造和运行ITER的科学和工程技术基础已经具备；再经过示范堆、商业聚变核电站（商用堆）两个阶段，聚变能商业化有望在本世纪中叶或者稍晚实现。

　　“相对个人的生命，人类通向聚变能大规模应用的路还较长，但相对能源替代周期来讲，这一过程却不太长。”丁明勤说。

　　目前，全世界有上万名科学家、工程设计和工程技术专家参与ITER装置的建造。丁明勤表示，任何科学研究、科学工程都是有风险的，但人类从来也没有在可能的风险面前停止前进的步伐。就像其他科学课题一样，有风险，也有机遇。但通过国际合作可以分担科研的风险，也可共同分享成果。

　　以10%的投入“换取”100%的知识产权

　　参加ITER计划，是我国对未来能源可持续发展做出的重大战略部署，我国政府给予高度重视与支持。据丁明勤介绍，目前对于我国来说，面临工程技术、工程管理、人才三大挑战。但丁明勤也表示：“我一直认为挑战就是应对问题，没有问题和挑战，就没有发展和跨越。”

　　其实，从上世纪70年代开始，我国就集中以托卡马克为主要研究途径，先后建成一系列中小型装置，并且开展多项研究。上世纪90年代，我国开始实施大中型托卡马克发展计划，探索先进托卡马克运行模式及稳态控制模式，先后建成HT-7中型超导托卡马克、HL-2A大中型常规导体托卡马克。2006年建成的大型非圆截面全超导托卡马克EAST装置，具有稳态、大拉长比及多项实验手段等特点，可以为正在建造的ITER装置开展多种前期实验研究。

　　虽然我国已有一些托卡马克装置，但ITER装置不是在尺寸方面简单放大，从整体设计、技术和材料等各个方面，我们都面临着全新的挑战。

　　ITER建设有可以预见的困难。如核聚变能源首先必须产生高达上亿度的高温等离子体；其次还要形成充分的约束，将高温等离子体维持相对足够长的时间，以便充分发生聚变反应，释放出足够多的能量等。

　　按照ITER谈判结果，中方承诺承担的12个采购包制造任务（即实物贡献），基本涵盖了ITER核心关键部件，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，约占建造阶段我国总贡献的80%。

　　ITER装置不仅反映了国际聚变能研究的最新成果，而且综合了当今世界相关领域的顶尖技术。近几年，我国得益于ITER计划，核聚变水平提升很快。目前，我国建成世界首个全超导托卡马克EAST，已经实现100秒的偏滤器放电和长时间的高约束放电，工程和试验水平进入国际前列。HL-2A最高电子温度达5500万摄氏度，进入国际先进水平。

　　“参加ITER不是目的，最重要的是为未来自主开展核聚变示范堆乃至商用堆设计、建造奠定基础。”丁明勤举例说，参与ITER计划，我国能够以10%的投入，享受100%的知识产权。但参与计划绝不仅仅是为了拿数据和图纸，更重要的是要在参与的过程中培养、锻炼一批能够掌握和利用这些知识产权的科学研究和工程技术人才。记者 陈瑜

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