全國政協(xié)委員，中核集團核工業(yè)西南物理研究院院長段旭如介紹，全世界啟動ITER計劃，包括中國參加ITER計劃，是由于大家都認為ITER是實現(xiàn)聚變能和平利用的最關(guān)鍵一步，所以全世界都在集中力量確保ITER建設(shè)的成功也確保ITER建成以后能順利的實現(xiàn)它的目標，為下一步在國際上，包括中國開展聚變能的研發(fā)包括建造自己的聚變堆奠定重要的技術(shù)基礎(chǔ)。科技創(chuàng)新是引領(lǐng)工業(yè)革命的關(guān)鍵，也是人類創(chuàng)新發(fā)展的第一動力。核聚變能源要想實現(xiàn)，那么很多的關(guān)鍵技術(shù)還有待攻克，這要靠科技創(chuàng)新來突破。
人造太陽在很多人看來是無法想象的。萬物生長靠太陽，支撐人類社會運轉(zhuǎn)的幾乎一切能源，從煤、石油、天然氣，到風能、生物能，本質(zhì)都是太陽的能源，而太陽的能源來自內(nèi)部的核聚變反應。長久以來，人類一直希望通過可控核聚變反應，創(chuàng)造出一個人造太陽，從而獲得源源不絕的能源。
很多看過電影《流浪地球》的科幻迷們，都會被里面人類為了逃離太陽衰老的危機，在地球上建立的眾多的如山一樣高的核聚變發(fā)動機的場景吸引，這些黑科技能制造巨大的能源動力，從而驅(qū)使地球離開太陽系。在現(xiàn)實生活中，我們的科學家們確實已經(jīng)開始建造人造太陽。那么這個人造太陽長什么樣?能不能為人類提供足夠的能量呢?
我們今天就來看一看中國的人造太陽。
四川，成都，在中核集團核工業(yè)西南物理研究院的實驗室，一群年輕人正在做實驗。
李波是項目負責人。他告訴記者，他們正在測試的是ITER氣體注入管線及流量控制閥的特性。按照計劃，ITER氣體注入系統(tǒng)將在2021年開始交付給ITER組織。如果測試無法通過驗證，將直接對ITER裝置的關(guān)鍵部件運行造成安全威脅。
從2006年開始，由中國、美國、俄羅斯、歐盟、日本、韓國、印度等七方共同合作建造可實現(xiàn)大規(guī)模聚變反應的實驗堆—國際熱核聚變實驗堆ITER項目，投入近50億美元，至今還在建設(shè)階段。我國陸續(xù)承擔了ITER計劃中大概9%的18個采包制造任務，涵蓋了ITER裝置幾乎所有的關(guān)鍵部件。
ITER裝置就是我們說的人造太陽，建成后能像太陽一樣產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應，給我們帶來能源。其實，天空中的太陽每天都在發(fā)生核聚變反應，而支撐這種聚變反應的燃料是氘和氚，而這兩種物質(zhì)在地球上的來源極其豐富，足夠人類上百億年利用。如果能夠制造一個“人造太陽”用來發(fā)電，人類就能夠徹底實現(xiàn)能源解放?？墒窍胍诘厍蛏显煲粋€太陽，難度也是前所未有的。
不知不覺，李波已經(jīng)在這個實驗里，在這條漫長的人造太陽之路上，走過了整整14年。由于“人造太陽”裝置周圍環(huán)境強輻照、強磁場，李波團隊花了十多年的時間，終于設(shè)計出了符合“人造太陽”運行環(huán)境的關(guān)鍵部件。
李波之前一直做計算機控制，2006年，突然接到任務，承擔 “人造太陽”的氣體注入系統(tǒng)和輝光放電清洗系統(tǒng)的研究。這個新任務完全是跨領(lǐng)域的，別說李波從來沒有涉及過，對全人類都是一個全新的課題，李波只能硬著頭皮知難而上，而且當時他已經(jīng)43歲。
為了盡快適應ITER“人造太陽”項目，李波幾乎每天都加班加點補習，當時他的專業(yè)英語很吃力，ITER項目組又會經(jīng)常與他連線開視頻會議，全英文的專業(yè)交流對一個60后來說非常吃力，他不得已有時會裝作網(wǎng)絡不好斷開視頻鏈接，用郵件與對方交流。
記者在李波的電腦里看到他對不同技術(shù)需求的批注，各種批注看得人眼花繚亂。李波告訴記者，為了這個項目，整個團隊光是全部推倒重來就經(jīng)歷了三次。
截至2020年3月，李波的項目團隊先后完成了14個交付報告共40余次修訂并通過ITER組織審批，提交問題解決方案14個，提前關(guān)閉問題9個。
在中核集團核工業(yè)西南物理研究院的每棟樓里，都做著與ITER相關(guān)的科研實驗，李鵬遠是院里的名人，他在ITER項目里負責的是磁體支撐產(chǎn)品，這是ITER重要結(jié)構(gòu)安全部件之一，負責支撐整個熱核聚變實驗堆的核心裝置，其質(zhì)量和進度關(guān)系到整個ITER裝置的運行穩(wěn)定性和裝配進度。磁體支撐不僅承載著1萬噸的磁體系統(tǒng)重量，還要承受極端條件下惡劣的工作環(huán)境。李鵬遠團隊設(shè)計的產(chǎn)品在2018年完成交付，成為首個在ITER項目里批量交付的產(chǎn)品。
這個冒著白色煙霧的是檢測設(shè)備，李鵬遠所交付的磁體支撐產(chǎn)品就是在這個設(shè)備里一件一件檢測出來的。“人造太陽”雖然看起來溫度要達到1億度，但是利用托卡馬克裝置后，只需要等離子體部分溫度達到高溫，其余部位還會有低溫存在，在外圍磁場和超導部分的所有部件都是在極低溫下運行。
李鵬遠告訴記者，為了成功研究磁體支撐產(chǎn)品，自己的辦公室就跟家一樣，經(jīng)常都會發(fā)現(xiàn)一些寶物，籃球、網(wǎng)球、羽毛球等各種體育器材。實驗間隙，他們打打籃球。
實驗室也是教室，像這樣的講解幾乎每天都有。今天李鵬遠給他團隊學生講的是遙操，這是一項新的技術(shù)，俗稱遠程遙控，ITER在操作過程中可能會出現(xiàn)部件損壞的情況，這個時候的替換與維修不能進人，只能用機械臂進行操作，李鵬遠所研究的就是這項技術(shù)，并且這項技術(shù)還是用在“后ITER”項目里的。
李鵬遠口中說的“后ITER”時代，將應用ITER的技術(shù)成果設(shè)計建造一個比ITER更先進的的超大型核聚變反應裝置。他們希望在二十一世紀中葉，聚變工程實驗堆實驗成功，建設(shè)聚變商業(yè)示范堆，完成人類終極能源夢想——人造太陽。
李鵬遠上完課后，便急沖沖趕到視頻會議室，因為今天有一個網(wǎng)絡視頻面試，他想招收2名可以參與遠程遙控工作的新成員。
5月的成都，天氣開始炎熱起來。記者在大門口遇到了風風火火趕來的肖國梁，他告訴記者今天本來要加班做實驗，可是自己睡過了頭，覺得很不好意思，于是專門給團隊小伙伴帶了親手做的蛋撻。同事們早就給他起了個綽號“被科研耽誤的美食家”。
什么是透明介質(zhì)成像呢?肖國梁給記者做了演示，他把手機放在超分子束注入系統(tǒng)前，放著音樂，可以通過顯示屏看到播放音樂對空氣中的震動效果。
項目負責人鐘武律告訴記者，在肖國梁來之前，這個方向還從沒有人深入開展過研究。90后的肖國梁，2019年從清華大學博士畢業(yè)，本來計劃去英國留學，然而在自己的博士論文里關(guān)于超聲分子束的應用一直沒有研究好，總覺得很遺憾，后來在實驗的過程中看到了研究院里的超分子束測試平臺，一下子興趣起來了，于是放棄了留學，扎根在核聚變領(lǐng)域的科學研究。
理想很豐滿，現(xiàn)實往往很骨感，肖國梁剛進到實驗室的時候，最初看到這些密密麻麻的設(shè)備時，用他的話說，還是一下子懵掉了，完全不知道這些是干什么用的。
肖國梁告訴記者，每次實驗感覺很累的時候，就會上網(wǎng)看看各種短視頻，他笑稱自己要保持“年輕人”的心態(tài)，然后到了晚上八點他會定時在這個時間看文獻，看相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果和其他前沿的科技報道。
超聲分子束注入加料是肖國梁所在團隊原創(chuàng)的聚變加料技術(shù)，目前已在國內(nèi)外10余個聚變實驗裝置上得到應用，如我國的中國環(huán)流器一號、東方超環(huán)，以及法國和韓國的裝置，其為等離子體加料和物理研究提供了重要手段。
法國，卡達拉舍，位于法國南部的一個小城，國際熱核聚變實驗堆就在這里。
正在安裝的是人造太陽的底座—杜瓦底座;這次的底座安裝將為后續(xù)人造太陽的“心臟”——TAC1安裝標段工程奠定基礎(chǔ)。此次吊裝重量1200噸，設(shè)備最終就位偏差不超過3毫米，吊裝操作難度大、測量技術(shù)要求高，其安裝精度、進度都對主體結(jié)構(gòu)及重要部件安裝產(chǎn)生重要影響，而安裝這個工程的隊伍就是中核集團牽頭的聯(lián)合體。
中核集團核電工程公司國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目部總指揮李強介紹，這么大的體積，這么大的重量，這么高的精度，對于我們現(xiàn)在項目團隊完成這項安裝任務還是巨大的挑戰(zhàn)，項目團隊團結(jié)協(xié)作，克服疫情，我們現(xiàn)在基本上完成了相關(guān)的技術(shù)準備和施工準備，爭取在5月底完成第一個吊裝任務。
而在距離這座法國小城七千多公里之外的成都，無論是60后的李波還是90后肖國梁也在繼續(xù)向著他們的人造太陽之夢戮力前行。
全國政協(xié)委員，中核集團核工業(yè)西南物理研究院院長段旭如介紹，全世界啟動ITER計劃，包括咱們中國參加ITER計劃，是由于大家都認為ITER是實現(xiàn)聚變能和平利用的最關(guān)鍵一步，所以全世界都在集中力量確保ITER建設(shè)的成功也確保ITER建成以后能順利的實現(xiàn)它的目標，為下一步在國際上，包括中國開展聚變能的研發(fā)包括建造自己的聚變堆奠定重要的技術(shù)基礎(chǔ)。大家知道科技創(chuàng)新是引領(lǐng)我們這幾次工業(yè)革命的關(guān)鍵，也是人類創(chuàng)新發(fā)展的第一動力。像我們核聚變能源要想實現(xiàn)，那么我們很多的關(guān)鍵技術(shù)還需要有待攻克，這要靠科技創(chuàng)新來突破。
能源變革的歷史，也是人類社會發(fā)展的歷史。能源發(fā)展的每一次飛躍，都引起了人類生產(chǎn)技術(shù)的變革，推動了生產(chǎn)力的發(fā)展。可控核聚變讓中國經(jīng)濟在現(xiàn)代能源建設(shè)的道路上，走到了世界經(jīng)濟的前列，不僅是中國，世界經(jīng)濟要想闊步前行，需要的同樣是科技上的新動力。人造太陽無疑將深刻影響著人類的未來。
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