鋼鐵俠穿著帶有核聚變裝置的戰(zhàn)衣一次次拯救人類,電影《流浪地球》中,萬(wàn)座巨大的核聚變發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)地球逃離太陽(yáng)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(shí)上,這幾年,隨著國(guó)際熱核聚變實(shí)施堆(ITER)進(jìn)入核工程階段,這個(gè)顛覆性前沿技術(shù)——核聚變不斷被攻克難關(guān),人類越來(lái)越接近“太陽(yáng)”。
今年兩會(huì)期間,全國(guó)政協(xié)委員、中核集團(tuán)核聚變堆技術(shù)領(lǐng)域首席專家段旭如在接受記者采訪時(shí)表示,預(yù)計(jì)到2050年左右,也就是建國(guó)一百年之際,人類可使用上核聚變能源。
段旭如表示
核聚變能,是人類目前認(rèn)識(shí)到的最終解決人類能源問(wèn)題的最重要途徑之一。過(guò)去一直說(shuō)“50年”,主要是因?yàn)榇饲皩?duì)于核聚變的研究不夠深入,而隨著研究逐步推進(jìn)發(fā)現(xiàn),未知的技術(shù)挑戰(zhàn)又凸顯出來(lái),而要攻克挑戰(zhàn)自然需要時(shí)間?,F(xiàn)在,我們對(duì)核聚變技術(shù)的認(rèn)知愈加清晰,特別是國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)項(xiàng)目的建設(shè),讓第一個(gè)電站規(guī)模的聚變堆成為現(xiàn)實(shí)。同時(shí)核工程很多技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,科研人員也更加清楚地認(rèn)知到未來(lái)核聚變電站需要攻克哪些技術(shù)。所以作為一名從事聚變研究的科研人員,我認(rèn)為再經(jīng)過(guò)30年左右的時(shí)間,也就是預(yù)計(jì)2050年左右,人類可以使用上核聚變能源。
事實(shí)上,早在上世紀(jì)50年代末,我國(guó)就已經(jīng)打響“逐日”之戰(zhàn),2006年參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃以來(lái),充分利用良好的國(guó)際合作平臺(tái)與機(jī)遇,核聚變相關(guān)科研實(shí)力得到了極大提升,研發(fā)和技術(shù)水平也取得長(zhǎng)足進(jìn)步。如今,“我國(guó)核聚變技術(shù)已從過(guò)去的跟跑到并跑,到部分技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)的領(lǐng)跑。”段旭如表示。
在貢獻(xiàn)率方面,ITER項(xiàng)目有七個(gè)參與方,具體涉及到35個(gè)國(guó)家。其中歐盟一方的貢獻(xiàn)率約為50%,包括中國(guó)在內(nèi)的其余六方各貢獻(xiàn)率約為9%;從技術(shù)上來(lái)說(shuō),在ITER項(xiàng)目一些主要的關(guān)鍵技術(shù)中,中國(guó)有重要的貢獻(xiàn)。如核工業(yè)西南物理研究院負(fù)責(zé)研制的ITER堆芯部位的高熱負(fù)荷部件,是很重要的核心部件,我國(guó)這方面的相關(guān)技術(shù)在國(guó)際上率先通過(guò)了認(rèn)證。此外,中核集團(tuán)牽頭的中法聯(lián)合體負(fù)責(zé)承擔(dān)了ITER主機(jī)安裝一號(hào)合同,是有史以來(lái)中國(guó)企業(yè)在歐洲市場(chǎng)中競(jìng)標(biāo)的最大核能工程項(xiàng)目合同,同時(shí)也是中國(guó)核能單位首次以工程總承包形式成功參與國(guó)際大科學(xué)工程項(xiàng)目,標(biāo)志著中國(guó)聚變技術(shù)走出國(guó)門(mén)。目前已順利完成第一階段的安裝任務(wù)。
成績(jī)可圈可點(diǎn),而在段旭如看來(lái),要實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的領(lǐng)跑、達(dá)到整體水平國(guó)際領(lǐng)先,還需要梳理短板、提升能力。應(yīng)當(dāng)充分考慮國(guó)際核聚變研發(fā)進(jìn)入核工程這一特點(diǎn),由過(guò)去的由聚變等離子體物理與實(shí)驗(yàn)運(yùn)行研究隊(duì)伍為主要力量,轉(zhuǎn)變?yōu)榻y(tǒng)籌布局并充分吸收具有豐富核工程與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)力量共同參與的格局,加強(qiáng)全面性謀劃、加強(qiáng)戰(zhàn)略性布局。
為此,他呼吁,要統(tǒng)籌資源發(fā)揮我國(guó)新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì),協(xié)調(diào)各方優(yōu)勢(shì)力量深度參與,推進(jìn)核聚變高質(zhì)量發(fā)展。
縱觀近十年我國(guó)核聚變技術(shù)發(fā)展,盡管發(fā)展迅速,但仍面臨著聚變研究力量不足、學(xué)科發(fā)展不全面和不平衡等問(wèn)題。段旭如表示,為實(shí)現(xiàn)“熱堆—快堆—聚變堆”三步走發(fā)展戰(zhàn)略、加快建設(shè)核強(qiáng)國(guó),有必要發(fā)揮我國(guó)新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì),統(tǒng)一部署并實(shí)施我國(guó)聚變能發(fā)展戰(zhàn)略,從政策指導(dǎo)、需求牽引、技術(shù)推動(dòng)、工程突破、資源保障等多個(gè)層面促進(jìn)我國(guó)聚變技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展,形成由現(xiàn)有的聚變界、核工程技術(shù)界、工業(yè)(制造)界多方全程深度參與的格局,集中優(yōu)勢(shì)資源形成合力,有效解決自主設(shè)計(jì)建造聚變堆面臨的短板與卡脖子問(wèn)題,形成良性高效的核聚變產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局。
同時(shí),他認(rèn)為,要組織現(xiàn)有的聚變研究力量及核工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)力量等多方共同參與,制定國(guó)家層面的聚變能發(fā)展路線圖。
段旭如表示
從人類開(kāi)發(fā)聚變能的歷程來(lái)看,核聚變研究從以聚變等離子體物理實(shí)驗(yàn)與運(yùn)行為主的基礎(chǔ)研究,過(guò)渡到聚變堆核工程技術(shù)的發(fā)展,從過(guò)去的非核科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究裝置開(kāi)展的聚變等離子體實(shí)驗(yàn)到可以開(kāi)展大規(guī)模核聚變反應(yīng)的核工程設(shè)施的設(shè)計(jì)、建造乃至運(yùn)行。從這一發(fā)展需求看,除了長(zhǎng)期從事聚變等離子體物理實(shí)驗(yàn)與運(yùn)行的力量外,還需要具有豐富經(jīng)驗(yàn)的核工程技術(shù)力量的共同參與,彌補(bǔ)現(xiàn)有聚變研發(fā)力量在這些方面經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的不足,吸取ITER的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、避免走彎路(由于核領(lǐng)域工程技術(shù)力量前期介入不足一定程度上影響了ITER的如期建設(shè))。因此,我國(guó)聚變能發(fā)展路線圖,需以我國(guó)自主設(shè)計(jì)建造聚變堆目標(biāo)為需求牽引,充分考慮核工程這一特點(diǎn),組織現(xiàn)有聚變界力量并吸收核工程與技術(shù)專家以及設(shè)備制造企業(yè)等相關(guān)方的廣泛參與,制定一個(gè)既滿足聚變發(fā)展,又滿足核工程要求的路線圖,確保未來(lái)聚變堆安全發(fā)展、穩(wěn)定可靠、風(fēng)險(xiǎn)可控。
除此之外,段旭如進(jìn)一步呼吁,要發(fā)揮完整核科技工業(yè)體系的優(yōu)勢(shì),加大政策支持和投入保障力度,加快聚變工程技術(shù)攻關(guān)。
段旭如認(rèn)為
完整的核科技工業(yè)體系對(duì)推動(dòng)聚變能早日實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要,建議依托現(xiàn)有核科技工業(yè)體系的基礎(chǔ),凝聚核工程領(lǐng)域具有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)基礎(chǔ)的相關(guān)研究單位和企業(yè),加大聚變領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新力度,逐步搭建聚變能的技術(shù)開(kāi)發(fā)體系和工業(yè)體系,集中力量開(kāi)展核聚變工程和技術(shù)攻關(guān)。充分集成各方資源,在政策、資金、平臺(tái)等方面給予支持,形成基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)有機(jī)結(jié)合的研發(fā)體系,以聚變研究堆-聚變實(shí)驗(yàn)室-聚變示范堆為路徑,分階段實(shí)施,實(shí)現(xiàn)核聚變堆研發(fā)技術(shù)與能力上的跨越式發(fā)展,全面助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
責(zé)任編輯: 江曉蓓