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  国际科技合作托起“人造太阳”梦想

  杜瓦底座(托卡马克装置压力容器的底座)吊装现场。图片来源:ITER官网

  日前,国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程安装在法国正式启动,标志着全球最大“人造太阳”项目进入安装阶段。作为当前世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程,ITER计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望,对于从根本上解决人类共同面临的能源、环境和社会可持续发展问题具有重大意义。

  核心装置有望在2025年开机

  核聚变研究承载了国际科技界多年的梦想。核聚变主要燃料是存在于海水之中的氘和氚,一升海水提取的氘能产生的聚变能源,相当于300升汽油。聚变产物没有放射性,而且由于聚变反应需要的条件比较高,一旦发生事故,造成反应的等离子体约束破裂便会使聚变反应终止,因此聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。

  国际热核聚变实验堆的缩写字母组成的单词“ITER”,在拉丁语中意为“路”。ITER计划由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施,旨在通过模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术商业化的可行性。

  此次启动的是ITER计划核心装置——托卡马克装置的安装工程。这是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。吊装重量1250吨,最终就位偏差不超过2毫米,难度非同寻常。今年5月,由中核集团牵头的中法联合体团队完成该装置压力容器底座吊装工作,为后续设备安装做好准备。

  根据ITER计划此前发表的公报,通过对项目进展的评估,托卡马克装置有望在2025年首次开机,这也是ITER数十年运行计划的第一步。氘氚聚变实验预计于2035年开始。

  ITER组织总干事贝尔纳·比戈表示,本次启动安装,标志着ITER计划由此前成员国制造零部件的建设阶段正式转入装置组装阶段,需要各参与方精密配合。

  耗资100多亿欧元,吸引众多世界顶尖科学家和工程师参加,参与各方人数总和超过全球人口的一半……自1985年首次提出ITER计划的想法以来,无数科学家和工程师不断探索,为ITER计划的设计实施作出了巨大贡献。

  法国总统马克龙表示,ITER计划体现着和平与进步,通过核聚变,核聚变能可成为未来的希望,为人类提供“无污染、无碳、安全、实际上不产生废料的能源”。韩国总统文在寅赞其为“人类历史上最伟大的科学计划”。

  哥伦比亚大学应用物理学教授迈克尔·莫埃尔表示,ITER计划启动重大工程安装是国际科学合作的重要里程碑,展现了各国共享资源与专业知识、共同追求开发清洁能源取得的巨大成就。

  欧盟委员会能源总司能源政策司前司长梅根·理查兹指出,ITER计划是一个具有前瞻性的重要清洁能源技术项目,为全球能源可持续发展提供了解决方案,各方在科研领域的交流与合作有利于项目更高效地推进。

  中方始终恪守国际承诺

  计划实施以来,中方始终恪守国际承诺,中国企业和科研人员勇挑重担,与国际同行齐心协力,为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。

  今年4月,中国自主研制的托卡马克装置“东方超环”取得重大突破,在1亿摄氏度超高温下运行近10秒。ITER计划科学和运行主管卢斯表示,中国自主研制的核聚变装置有重要借鉴意义,将帮助该项目工作人员更深入理解和操作相关设备。

  6月,由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所承担研制的极向场6号超导线圈(PF6线圈)正式交付至法国安装现场。PF6线圈是目前国际上研制成功的重量最大、难度最高的超导磁体,对实验堆正常运行起着至关重要的作用。

  中国自2006年开始参与ITER计划,承担了ITER装置近10%的采购包研制任务,包括磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统等。目前,中方承担的采购包全部进展顺利,部分器件已经完成并已运抵法国安装到位。

  曾在日本科学技术厅分管核聚变工作的日本科学技术振兴机构首席研究员冲村宪树表示,中国在核聚变能源开发方面取得了一批创新性科研成果。“中国始终恪守国际承诺,从人力、物力、财力、智力等各方面为ITER计划作出重大贡献。”

  “中国以快速的工程反应和科研进步,成为各合作方中兑现国际承诺的典范。”比戈说,疫情防控期间,ITER计划实施团队获得了中国捐赠的医疗防护用品,来自各国的工作人员在做好防护的同时坚守一线,“团结一致的精神将推动这一国际科研合作项目走得更稳更快”。

  中欧数字协会创始人、主任克劳迪娅·韦尔诺蒂说,中国不断加强科技创新、知识产权保护和国际合作,当前中国研发投入位居世界第二,在科学技术方面取得了有目共睹的成就。

  开放交流是探索科学前沿的关键路径

  科学无国界,创新无止境。国际科技合作对于应对人类面临的全球性挑战具有重要意义,开放交流是探索科学前沿的关键路径。

  “ITER计划是核聚变领域最有代表性的国际合作,任何一个国家独自推进都非常困难。”韩国国家核聚变研究所所长俞席在认为,核聚变能源开发需要物理、电子、机械、材料等多个科技领域的多学科融合,各国发挥所长、相互合作,才能更好地发挥协同效应,交流合作对于推进全球科技创新意义重大。

  “ITER计划由不同国家、不同合作伙伴分工协作,是国际科技合作的例证,是互惠互利多边合作的典范。”俄罗斯国家原子能集团公司总经理阿列克谢·利哈乔夫期待托卡马克装置顺利按时完成安装,“只有行动协调一致,才能最终达到效果。”

  当前,全球面临新冠肺炎疫情带来的严峻挑战,人类迫切需要国际科技合作。ITER计划不断取得进展,有助于各方提振合作信心。冲村宪树认为,ITER计划将为人类解决能源、环境、可持续发展等问题提供思路,也为其他国际合作提供借鉴,有助于促进和平与可持续发展。他说:“疫情蔓延之际,一些国家保护主义和单边主义盛行,多国携手参与这一工程具有重要现实意义。只要各国齐心协力,共同合作,就没有不能解决的问题。”

  “国际协调与合作变得越来越重要。”韦尔诺蒂强调,世界需要团结合作应对挑战,ITER计划重大工程安装正式启动,中国、欧盟、俄罗斯、美国等多方参与,充分说明国际社会共同探索、取得重大科技突破的意愿。

  (本报记者龚鸣、刘玲玲、刘军国、殷新宇、张朋辉、马菲、郑琪)

【编辑:陈海峰】
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