國之重計:熱核聚變在中國1
本刊記者 劉文慧
當法國法馬通公司(Framatome)一行參觀考察完東方重機生產車間后,他們發現,中國這家核電設備制造商在參與國際熱核聚變試驗堆(即ITER)的生產過程中,已經取得了歐洲核設備制造相關認證資質。
2018年初,來自核電設備制造巨擘的橄欖枝伸向了東方重機。東方電氣子公司,東方電氣(廣州)重型機器有限公司,成功獲得法馬通和美國通用電氣關于英國欣克利角C核電項目的設備采購訂單。
國際熱核聚變試驗堆(ITER)裝置,俗稱“人造太陽”。ITER計劃,旨在建造、運行一個托卡馬克型控核變實驗堆,探索和平利用聚變能發電的科學和工程技術可行性。
2003年,中國正式以“平等成員”身份加入了ITER計劃談判。2006年11月21日,時任科技部部長徐冠華在法國愛麗舍宮簽署IITER計劃《聯合實施協定》和《特權與豁免協定》。2007年9月,中國正式加入了ITER計劃。
中國參加ITER計劃,一方面能推進核聚變能源研究發展,培養相關人才隊伍,掌握磁約束核聚變研究和技術成果;另一方面還能帶動包括核材料技術、超導技術、包層技術、成套設備制造能力等相關領域的技術發展。
10年過去了,ITER計劃的任務推進逐現亮點:中方全面參與ITER組織管理、高品質兌現實物質獻程度……不過,就像很多國際大科學工程一樣,高成本投入、項目進屬滯后等問題,使得ITER計劃也擺脫不了爭議和質疑。
了解加入ITER計劃后中國核聚變能及相關領域發展的點滴,或許不能全然定義ITER計劃的屬性,卻能讓人一窺科技進步的不易,體會此類國際大科學工程的意義。
A加人ITER計劃
1985年,前蘇聯領導人戈爾巴喬夫和美國總統里根在日內瓦峰會上倡議相關合作。1988年,美、蘇、歐、日共同啟動ITER計劃。ITER計劃也因此被視為冷戰結束的標識之一。
核反應分為裂變反應和聚變反應。聚變是輕核(主要是氫的同位素氘和氚)聚合成較重的原子核,釋放出巨大能量的過程,太陽發光發熱和氫彈爆炸就是這樣的原理。
目前,人類已在民用領域實現了可控核裂變的利用,即核電。如何通過可控核聚變獲得源源不斷的能源,正是繼核電之后科技界我孜孜以求的另一大方向。在這一探尋過程中,研究的難度和停滯,令各國科學家意識到,保密并不利于研究工作進展。
經過13年的前期研究,ITER的概念設計得以完成,并在1998年,由美、俄、歐、日四方完成了工程設計及部分技術預研。然而,由于預算問題,美國于當年退出ITER計劃。那一年,中科院等離子體物理研究所通過HT-7托克馬克裝置,得到長達6秒的等離子體持續時間。
上世紀50年代開始,中國就已投入核聚變研究,并于1984年以后,進入以托卡馬克實驗為主的階段。1983年,中國確定核能發展“三步走”的戰略,即壓水堆一快堆—聚變堆。從托卡馬克實驗到最終聚變電站,這一看似清晰的路線不可能一躍而成,中國還需要經歷實驗堆和工程堆兩大階段。
ITER裝置,所指向的便是實驗堆環節。加入ITER計劃,無疑將更好地推進中國核聚變發展。美國的退出,某種程度上也制造了中國參與ITER計劃談判的契機。
2003年初,中國正式參加ITER計劃談判。同期,美國重返ITER計劃。同期,美國重返ITER計劃。韓國隨后也參加ITER計劃談判。2005年底,印度加入談判。2006年5月,ITER計劃七方政府草簽了聯合實施ITER計劃的兩個協定,并于同年11月21日正式簽署協定。
至此,ITER計劃真正被視為科技領域構建人類命運共同體的方略和具體行動。
早在2014年國際工程科技大會上,習近平在主旨演講中表示:“改革開放30多年來,中國已經同150多個國家和地區建立了科技合作關系,開展了廣泛的工程科學人才交流,參與了國際熱核聚變試驗反應堆計劃、人類基因組計劃、伽利略計劃等一大批反映當代工程科學前沿的重大科技工程,對中國經濟社會發展和工程科技進步起到重要促進作用。”
博鰲亞洲論壇2018年年會上,習近平更多次強調構建人類命運共同體的倡議,提出5個“面向未來”的方針。其中,在環境自然資源方面,他表示“面向未來,我們要敬畏自然、珍愛地球,樹立綠色、低碳、可持續發展理念,尊崇、順應、保護自然生態,加強氣候變化、環境保護、節能減排等領域交流合作,共享經驗、共迎挑戰,不斷開拓生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路,為我們的子孫后代留下藍天碧海、綠水青山。”
責任編輯:電力交易小郭
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