兩會核聲丨全國政協委員段旭如:讓科幻變為現實 預計建國百年之際人類可使用上核聚變能源

發布時間:2022-03-10 信息來源:

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  鋼鐵俠穿著帶有核聚變裝置的戰衣一次次拯救人類,電影《流浪地球》中,萬座巨大的核聚變發動機推動地球逃離太陽系......在科幻電影中,人類不斷幻想可以擁有神秘而包含巨大能量的核聚變能。

  事實上,這幾年,隨著國際熱核聚變實施堆(ITER)進入核工程階段,這個顛覆性前沿技術——核聚變不斷被攻克難關,人類越來越接近“太陽”。

  今年兩會期間,全國政協委員、中核集團核聚變堆技術領域首席專家段旭如在接受記者采訪時表示,預計到2050年左右,也就是建國一百年之際,人類可使用上核聚變能源。

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  段旭如表示,核聚變能,是人類目前認識到的最終解決人類能源問題的最重要途徑之一。過去一直說“50年”,主要是因為此前對于核聚變的研究不夠深入,而隨著研究逐步推進發現,未知的技術挑戰又凸顯出來,而要攻克挑戰自然需要時間?,F在,我們對核聚變技術的認知愈加清晰,特別是國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目的建設,讓第一個電站規模的聚變堆成為現實。同時核工程很多技術有了長足的進步,科研人員也更加清楚地認知到未來核聚變電站需要攻克哪些技術。所以作為一名從事聚變研究的科研人員,我認為再經過30年左右的時間,也就是預計2050年左右,人類可以使用上核聚變能源。

  事實上,早在上世紀50年代末,我國就已經打響“逐日”之戰,2006年參加國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃以來,充分利用良好的國際合作平臺與機遇,核聚變相關科研實力得到了極大提升,研發和技術水平也取得長足進步。如今,“我國核聚變技術已從過去的跟跑到并跑,到部分技術達到國際領先水平,實現了點的領跑?!倍涡袢绫硎?。

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  在貢獻率方面,ITER項目有七個參與方,具體涉及到35個國家。其中歐盟一方的貢獻率約為50%,包括中國在內的其余六方各貢獻率約為9%;從技術上來說,在ITER項目一些主要的關鍵技術中,中國有重要的貢獻。如核工業西南物理研究院負責研制的ITER堆芯部位的高熱負荷部件,是很重要的核心部件,我國這方面的相關技術在國際上率先通過了認證。此外,中核集團牽頭的中法聯合體負責承擔了ITER主機安裝一號合同,是有史以來中國企業在歐洲市場中競標的最大核能工程項目合同,同時也是中國核能單位首次以工程總承包形式成功參與國際大科學工程項目,標志著中國聚變技術走出國門。目前已順利完成第一階段的安裝任務。

  成績可圈可點,而在段旭如看來,要實現由點到面的領跑、達到整體水平國際領先,還需要梳理短板、提升能力。應當充分考慮國際核聚變研發進入核工程這一特點,由過去的由聚變等離子體物理與實驗運行研究隊伍為主要力量,轉變為統籌布局并充分吸收具有豐富核工程與技術經驗的優勢力量共同參與的格局,加強全面性謀劃、加強戰略性布局。

  為此,他呼吁,要統籌資源發揮我國新型舉國體制優勢,協調各方優勢力量深度參與,推進核聚變高質量發展。

  縱觀近十年我國核聚變技術發展,盡管發展迅速,但仍面臨著聚變研究力量不足、學科發展不全面和不平衡等問題。段旭如表示,為實現“熱堆—快堆—聚變堆”三步走發展戰略、加快建設核強國,有必要發揮我國新型舉國體制優勢,統一部署并實施我國聚變能發展戰略,從政策指導、需求牽引、技術推動、工程突破、資源保障等多個層面促進我國聚變技術的高質量發展,形成由現有的聚變界、核工程技術界、工業(制造)界多方全程深度參與的格局,集中優勢資源形成合力,有效解決自主設計建造聚變堆面臨的短板與卡脖子問題,形成良性高效的核聚變產業發展格局。

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  同時,他認為,要組織現有的聚變研究力量及核工程技術優勢力量等多方共同參與,制定國家層面的聚變能發展路線圖。

  段旭如表示,從人類開發聚變能的歷程來看,核聚變研究從以聚變等離子體物理實驗與運行為主的基礎研究,過渡到聚變堆核工程技術的發展,從過去的非核科學實驗研究裝置開展的聚變等離子體實驗到可以開展大規模核聚變反應的核工程設施的設計、建造乃至運行。從這一發展需求看,除了長期從事聚變等離子體物理實驗與運行的力量外,還需要具有豐富經驗的核工程技術力量的共同參與,彌補現有聚變研發力量在這些方面經驗與技術的不足,吸取ITER的經驗教訓、避免走彎路(由于核領域工程技術力量前期介入不足一定程度上影響了ITER的如期建設)。因此,我國聚變能發展路線圖,需以我國自主設計建造聚變堆目標為需求牽引,充分考慮核工程這一特點,組織現有聚變界力量并吸收核工程與技術專家以及設備制造企業等相關方的廣泛參與,制定一個既滿足聚變發展,又滿足核工程要求的路線圖,確保未來聚變堆安全發展、穩定可靠、風險可控。

  除此之外,段旭如進一步呼吁,要發揮完整核科技工業體系的優勢,加大政策支持和投入保障力度,加快聚變工程技術攻關。

  段旭如認為,完整的核科技工業體系對推動聚變能早日實現至關重要,建議依托現有核科技工業體系的基礎,凝聚核工程領域具有專業經驗和技術基礎的相關研究單位和企業,加大聚變領域協同創新力度,逐步搭建聚變能的技術開發體系和工業體系,集中力量開展核聚變工程和技術攻關。充分集成各方資源,在政策、資金、平臺等方面給予支持,形成基礎研究、應用基礎研究和技術研發有機結合的研發體系,以聚變研究堆-聚變實驗室-聚變示范堆為路徑,分階段實施,實現核聚變堆研發技術與能力上的跨越式發展,全面助力“雙碳”目標實現。

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