科技日报记者 陈瑜
作为目前世界上规模仅次于国际空间站的大科学工程计划,国际热核聚变实验堆9日迎来重大工程节点。
由中核集团承担的国际热核聚变实验堆(ITER)磁体支撑首批产品当天在贵州遵义正式交付,将被运往位于法国的国际热核聚变实验堆现场,成为进入厂房并进行安装的首批基础性部件。我国成为首个向该项目批量交付核心产品的国家。
我国交付首批ITER磁体支撑产品
国际热核聚变实验堆,英文简称ITER,是由中、美、俄、欧盟、日、韩、印度等七方共同合作建造可实现大规模聚变反应的实验堆,以解决人类共同面临的能源问题。由于其原理和太阳发光发热的原理相似,因此也被成为“人造太阳”。
ITER磁体支撑研发制造任务,由中核集团核工业西南物理研究院(以下简称西物院)承担,包括重力支撑(GS)、极向场线圈支撑(PFCS)和校正场线圈支撑(CCS)三部分,此次交付的是18套PFCS5以及首套GS、PFCS3、PFCS4产品。
此次交付的“人造太阳”磁体支撑产品,是ITER重要结构安全部件之一,负责支撑整个热核聚变实验堆的核心装置——磁体,其质量和进度关系到整个ITER装置的运行稳定性和装配进度。
磁体支撑不仅承载着1万吨的磁体系统重量,还要承受极端条件下产生的巨大脉冲电磁力和强热应力。恶劣的工作环境也对设计和制造提出了高要求。
自2010年12月中国国际核聚变能源计划执行中心与西物院签订ITER磁体支撑采购包合同以来,西物院联合国内多家企业组成的中国团队,先后完成了从材料到制造工艺的系列认证,以及ITER磁体支撑采购包的生产制造任务,取得了多项关键技术的重大突破,最终获得ITER国际组织的认可,为和平利用核能和人类可持续发展贡献“中国智慧”和“中国方案”。
作为我国聚变研究核心基地之一,西物院承担的ITER技术任务涵盖了关键部件的研发、设备制造、决策管理等领域,在ITER采购包和核聚变国内研发方面取得了多项重大突破。
ITER的构成相当复杂,需各项超前技术。我国陆续承担了ITER计划18个采购包的制造任务,涵盖了ITER装置几乎所有的关键部件,制造任务由上百家科研院所、企业承担。
我国核聚变技术由跟跑并跑冲向领跑
2017年,科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆在接受科技日报记者采访时评价,参与ITER项目的十年,是中国核聚变技术能力与管理水平大跨步前进的十年。
我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A和东方超环EAST,深入探索实现聚变能源的工程、物理问题。
中国环流器二号A是我国第一个带偏滤器的大型托卡马克聚变研究装置。该装置2009年在国内首次实现了高约束模式运行。
东方超环是世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克装置”。2017年7月3日,EAST首次实现5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,创造世界纪录。华中科大和中科大两所高校也建设了自己的实验装置。
ITER十年,也是中国核聚变工程技术人才与团队持续储备的十年。
十年来,ITER组织中方职员数量持续上升,目前有74人,占比为9.4%,为欧盟外的六方之首。截至2016年底,超过3400名科学家和2700名研究生参与了ITER计划的相关研究。
期间,ITER组织的中方机构从一张白纸起步,建立了符合国际大科学工程规律的管理机制,为我国聚变领域科技在国际上由跟跑者向领跑者奋进保驾护航。
来源:科技日报
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