中国核聚变的突破之旅
核聚变是未来一次性解决人类能源问题的关键技术路线,我们知道,人类实现核聚变有几个关键的技术必须突破,一个是如何隔绝核聚变产生超过一亿度的高温,二是如何生产出核聚变所需要的燃料——氚,三是如何让核聚变产生的等离子体电流在高约束模式下运行,可喜的是,在这些领域,中国科学家都取得了重大突破。
2022年11月,中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术。通过一种“三明治”结构体——铍+铜+不锈钢,建造起ITER的“防火墙”,可以直接将上亿摄氏度的高温等离子体包裹起来而不对周边物体产生破坏作用。今年11月28日,在第三届中国磁约束聚变能大会上,中国国际核聚变能源计划执行中心拿出了一项展品,全球最大的“人造太阳”——国际热核聚变实验堆(ITER)高热负荷型第一壁手指部件,就是这项技术落地应用的样本。
氚是现阶段磁约束核聚变能不可缺少的核燃料。目前,国内氚生产技术研究已经包含了内外燃料循环的完整氚工厂系统设计,并建立了包含内外燃料循环的全流程缩比氚工厂工艺演示系统,完成了国内首次克量级氚循环工艺验证试验,氚回收效率达到99.7%。向商业化应用迈出了关键性的一步。
今年8月,核工业西南物理研究院宣布,被称为“新一代人造太阳”的“中国环流三号”托卡马克装置,首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行,再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录。这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。核工业西南物理研究院计划在下个月开启新的年度实验计划,包括等离子体位形控制优化、高热负荷控制与缓解技术测试等。
中国核能电力股份有限公司党委书记、董事长卢铁忠在今年两会期间接受记者采访时表示,“中国聚变人有一个共同的目标,就是第一度可控核聚变产生的电要在中国发出来。”
像中国这样的人均资源占有率较低的国家,要实现伟大的民族复兴,外国的技术封锁并不构成真正的威胁,因为聪明勤劳的中国人可以自己创造出来。真正的威胁来自于不可再生的能源上,我们石油的对外依存度达到70%,天然气的对外依存度达到80%以上,这才是我们真正的软肋。如果通过核聚变和可再生能源的技术彻底打破能源短缺的瓶颈,中国的崛起没有任何力量可以干扰和迟滞,更谈不上阻挡。