訪全國政協(xié)委員、中核集團核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如
來源： 中國能源新聞網(wǎng) 時間： 2024-03-08 22:03
再過20~30年“人造太陽”將為人類提供清潔高效安全的新型能源
——訪全國政協(xié)委員、中核集團核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如
中國能源新聞網(wǎng)記者 白宇
可控核聚變被認為是未來能源的發(fā)展方向。在近年來大火的《流浪地球》等科幻作品中，不乏可控核聚變的身影。回歸現(xiàn)實，近年來，國內(nèi)外的可控核聚變研究也頻獲進展，令人振奮。那么具體到何時才能使用上可控核聚變？目前對于可控核聚變的研究還有哪些問題亟待解決？就上述問題，在今年全國兩會期間，記者專訪了全國政協(xié)委員、中核集團核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如。他表示，目前核聚變能開發(fā)正在進入寶貴戰(zhàn)略機遇期，世界核大國均已開始加快推進本國的聚變能源研發(fā)部署，預計再經(jīng)過20到30年的時間，“人造太陽”也就是可控核聚變項目將為人類提供清潔、高效、安全的新型能源。
中能傳媒：您今年的提案關(guān)注點有哪些？
段旭如：我今年重點關(guān)注我國核聚變能技術(shù)的發(fā)展。隨著國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃不斷深入推進，核聚變研究屢獲突破，核聚變能開發(fā)正進入寶貴戰(zhàn)略機遇期。為早日實現(xiàn)我國核聚變能技術(shù)高水平自立自強、助推“雙碳”目標實現(xiàn)，贏得戰(zhàn)略主動，此次全國兩會，我提出了統(tǒng)籌布局關(guān)鍵技術(shù)集中攻關(guān)推動核聚變能源開發(fā)進程的建議。通過統(tǒng)籌布局、協(xié)調(diào)優(yōu)勢力量和資源，加快可控核聚變關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，推進我國聚變能源事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
中能傳媒：目前可控核聚變的研究進展情況如何？據(jù)您預測，大概何時可以真正使用上可控核聚變？
段旭如：近年來國際核聚變研究屢獲突破，令人鼓舞。國際熱核聚變實驗堆主機安裝第一階段任務圓滿完成。今年2月，歐洲聯(lián)合環(huán)JET設施中使用0.2毫克燃料在5秒內(nèi)產(chǎn)生了69兆焦耳的熱量，將2021年59兆焦耳的記錄提升了10兆焦耳，創(chuàng)造了聚變能量輸出的新世界紀錄。美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置（NIF）在2022~2023年先后4次實現(xiàn)了聚變輸出能量大于激光輸入能量，即聚變增益超過1的可控核聚變反應。2023年，全球在運最大超導托卡馬克裝置日本JT-60SA實現(xiàn)首次放電。我國東方超環(huán)首次實現(xiàn)403秒的長時間高約束模運行。國內(nèi)當前規(guī)模最大、參數(shù)能力最高的新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”實現(xiàn)100萬安培等離子體電流高約束模運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀錄，標志我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。隨著ITER計劃不斷深入推進，核聚變能開發(fā)正進入寶貴戰(zhàn)略機遇期，世界核大國均已開始加快推進本國的聚變能源研發(fā)部署，社會資本也在加速涌入，核聚變能開發(fā)正進入新的發(fā)展階段。
從我國核工業(yè)取得成功的寶貴經(jīng)驗來看，實驗堆-示范堆-商用堆的聚變堆工程發(fā)展路徑，是核能走向能源應用的客觀規(guī)律，我們需要腳踏實地走好每一階段。預計再經(jīng)過20到30年的時間，“人造太陽”將為人類提供清潔、高效、安全的新型能源。
中能傳媒：目前對于可控核聚變研究來說還有哪些問題亟待解決？您認為可以從哪些方面著手推進可控核聚變研究進程？
段旭如：當前國際核聚變研發(fā)由科學研究邁向?qū)嶒灦压こ屉A段。要實現(xiàn)核聚變能源應用，我們當前仍面臨一些亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)，主要包括氘氚聚變等離子體穩(wěn)態(tài)自持燃燒、聚變堆材料以及氚自持等。
針對上述挑戰(zhàn)，一方面，需要在國家層面建立合適的機制，協(xié)調(diào)好現(xiàn)有優(yōu)勢力量，集智創(chuàng)新，協(xié)同攻關(guān)相關(guān)卡脖子技術(shù)。與此同時，充分發(fā)揮現(xiàn)有資源，特別是先進研發(fā)平臺的作用。例如依托現(xiàn)有裝置開展氘氚實驗，積累燃燒等離子體運行經(jīng)驗。另一方面，需要充分發(fā)揮我國新型舉國體制的優(yōu)勢，統(tǒng)籌配置資源，集中力量自主研發(fā)下一代聚變設施。充分發(fā)揮工業(yè)界和企業(yè)集團科技創(chuàng)新主體等優(yōu)勢作用，推動聚變堆工程技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化。尤其是利用我國現(xiàn)有完整的核工業(yè)體系的優(yōu)勢和豐富的核工程經(jīng)驗，發(fā)揮企業(yè)在工程設計、材料生產(chǎn)、裝備制造等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)賦能優(yōu)勢，聚焦核工程技術(shù)在聚變涉核裝置設計、建造、運行以及聚變氚自持、聚變材料等科技難題攻關(guān)，推進可控核聚變研發(fā)進程。
中能傳媒：目前“玲龍一號”項目進展情況如何？預計將于何時投運？在如今“雙碳”目標的背景下小堆有何優(yōu)勢？
段旭如：“玲龍一號”是中核集團在成熟壓水堆核電站和核電技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新型核反應堆，是全球首個通過國際原子能機構(gòu)（IAEA）通用安全審查的小型模塊化壓水反應堆。目前，“玲龍一號”項目建設正在順利推進中，今年2月6日，“玲龍一號”外穹頂?shù)跹b成功，反應堆廠房的主體結(jié)構(gòu)已全部施工完成，為后續(xù)反應堆廠房的封頂?shù)於嘶A(chǔ)。“玲龍一號”項目預計在2026年如期投產(chǎn)發(fā)電，預計每年發(fā)電量可達10億千瓦時，滿足海南52.6萬戶家庭用電需求，每年可減少二氧化碳排放量約88萬噸，相當于一年植樹750萬棵。
作為核能創(chuàng)新的典型代表，小堆具有用途多元、部署靈活、環(huán)境友好、安全性高等突出特點，具有很好的發(fā)展預期和市場前景，將與大型壓水堆形成互補發(fā)展的良好局面，共同為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、助力我國“雙碳”目標實現(xiàn)作出重要貢獻。
責任編輯：許艷