日前从科技媒体获悉,7月28日,国际热核聚变实验堆(ITER)计划重大工程安装正式启动,这意味着承载人类永恒能源梦想的“核聚变反应堆”开始从实验室走向试运行阶段,距正式运行又接近了一步。
2005年6月28日,参与该项目的中国、俄罗斯、欧盟、韩国、美国、日本在莫斯科最终签订协议,决定在法国南部普罗旺斯-阿尔卑斯-蓝色海岸大区的卡达拉舍,建造一座实验反应堆。
实验反应堆设施的地基建设开始于2007年,而托卡马克装置本身的组装开始于2015年。目前进行的是全系统以及核心部件的现场安装工作,意义非常重大,中国力量在这项国家最重大科研项目中发挥的重要作用,已受到各国重视和赞许。
不夸张的说,没有中国科研人员数十年如一日的奉献,国际热核聚变试验堆不可能如期进入安装阶段。
很多人可能不知道,中国的核聚变项目崛起之路竟然是用廉价的轻工产品换回来的。
上世纪90年代,我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资,从当时的苏联换回来一台价值1800万卢布的“T-7”半超导托卡马克装置。在此基础上,结合我国自己的研究成果,将其改进为“HT-7”,并最终制造出全球首台反应度达到1亿摄氏度的中国托卡马克装置:EAST。
正是因为有了这套装置,中国才最终被国际核聚变试验堆项目所接纳。因为在此之前中国科研水平有限,以美国,欧盟为首的西方国家不愿意带我们玩。
可即便是获得了技术方面的认可,想加入也必须要有合适的时机才行。
天祝好运,2001年,由于美国任性退出,中国借此再次申请加入ITER,2003年,正式以“平等伙伴”身份加入了ITER计划,但“入门会费”着实不便宜,ITER规定,每个成员国要至少承诺10%的投入,因此,想要参加这项总价值超过100亿欧元的国际科研项目,中国必须拿出至少10亿欧元,也就是约合人民币100亿元的资金。
ITER在分配任务的时候,将建设总项目分成若干个采购包,中国承担了大概9%的采购包研制任务,包括了磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统、包层第一壁等18个采购包。
中国多年来为热核聚变储备的各种技术,设备和人员优势立刻发挥出来,完成其他国家根本无法做好的核心部件。
由于ITER装置采用的磁约束原理,需要上万根直径0.8毫米的超导线,关键的是,这样精细的超导线圈,最短长度也要达到1千米。
中国超导研发团队不眠不休,用10个月时间完成技术攻关,而且拉出的超导细丝根本不会断,性能远超国外同类产品,最终帮助中国拿下了至关重要的超导采购包项目,成为所有国家中,最快完成核心项目的成员。
此外,中国还负责制造了PF6线圈,直径从10到24米不等,重达400吨;位于反应堆内侧的环形场(TF)线圈,功能是限制电离的等离子体颗粒。每个磁铁都是四层楼高,重360吨。
另外,中国核工程单位还与法国方面联手,由中方主导,主要工作是安装杜瓦结构及杜瓦结构和真空容器之间所有的系统。要求将这种重达1250吨的底座严丝合缝的安装到位,误差不能超过2毫米。这是中国首次作为总承包单位指挥国外单位参与重大科研项目,今后这样的经验将会越来越多。
ITER装置目前进展顺利,它的体积接近北京天坛祈年殿的尺寸,高30米,直径30米,重达2.3万吨,预计在2035年进行核聚变运行。
值得一提的是,由于某国突然撂挑子,中国还临时为ITER装置制造了四个大型蒸汽冷凝器,而且更改了原方案的不合理设计,并最终获得认可。
中国核专家预测,在完成ITER之后,中国将会获得完整的核聚变反应堆建设经验,利用现有的EAST反应堆方案基础上,实现商业营运,争取让中国成为全世界首个利用“人造太阳”代替化石能源发电的国家,预估时间约为30年或更快,相信很多小伙伴将有幸目睹这一伟大事件的发生。