四川日報 2020年07月30日
□川報記者 徐莉莎
當地時間7月28日上午，位于法國南部卡達拉舍的國際熱核聚變實驗堆（ITER）總部，托卡馬克裝置總裝工程啟動儀式舉行。托卡馬克是進行可控熱核聚變的主流裝置，由于它產生能量的原理與太陽相似，也被人們形象地稱為“人造太陽”。這個高30米、直徑28米的裝置，建成后將成為全球最大、最復雜的托卡馬克裝置。
這個當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程項目中，不乏“四川造”身影——不管是關鍵部件研發制造，還是總裝工程，中核集團核工業西南物理研究院等四川力量作出巨大貢獻。
攻克多個難題
第一道防火墻是“四川造”
ITER是在全世界60多年來聚變研究經驗基礎上設計的，建設前期合作過程就像拼樂高，多國分別承擔“人造太陽”部件的研制（采購包）任務，完成“樂高模塊”制作。模塊就位后，再裝配成有機整體。
在部件制造階段，中國承擔了9%的研發任務，基本覆蓋了ITER核心部件的研發。核西物院有50多年的核聚變裝置研究、設計、建造和運行經驗，成為中國參與ITER計劃的主要技術支撐單位之一。
該院牽頭承擔了包括托卡馬克的屏蔽包層模塊及第一壁、輝光放電清洗與氣體注入系統、ITER的磁體支撐結構，ITER產氚實驗包層模塊等核心核工程部件的研制任務，并聯合東方電氣集團等大批四川和國內相關企業和研究機構在聚變堆材料、部件及核心關鍵技術方面取得多項突破。
第一壁是核聚變反應的第一道防火墻，也是核聚變最關鍵的技術之一。運轉中，核聚變裝置內部的溫度將高達幾億攝氏度。在實驗室內，記者見到了ITER屏蔽包層采購包負責人諶繼明，據他介紹，這個部件最核心的技術是銅、不銹鋼、鈹三種材料冶金結合的連接技術。三種材料的焊接方式各不相同，要完美焊接在一起，對焊接要求極高。“團隊經過14年努力，終于攻克該難題。”2016年12月，我國研發的第一壁半原型件率先通過國際權威機構認證。
另一個采購包項目則事關ITER裝置的整體運行穩定性。據ITER磁體支撐產品項目負責人李鵬遠介紹，這是ITER重要結構安全部件之一，負責支撐整個熱核聚變實驗堆的核心裝置。磁體支撐不僅承載著1萬噸的磁體系統重量，還要承受極端條件下惡劣的工作環境。ITER磁體支撐首批部件已于2018年完成交付。
中標金額最大合同
將為“人造太陽”裝心臟
正在進行中的輝光放電清洗系統和氣體注入系統項目同樣事關重大。項目負責人李波介紹，這兩套系統，承擔了ITER的器件清洗和燃料氣體輸入的重任。
核西物院還參與了ITER裝置總裝工程。2019年9月，中核集團牽頭的聯合體成功中標ITER計劃迄今為止金額最大的工程合同——ITER主機安裝一號合同（TAC1），它的內容包含了ITER裝置核心部件安裝工程，重要性相當于人體心臟。這也是有史以來，中國企業在歐洲市場中標的最大核能工程項目合同。核西物院作為TAC1項目主要技術支持單位之一，向聯合體派出專家，為安裝工程提供重要技術保障，并負責部分特殊安裝工藝實施。
ITER裝置預計在2025年首次實現等離子放電并進入運行階段。
新聞延伸
為什么需要“人造太陽”
近年來，能源危機日益凸顯。尋找未來能源，科學家們將目光投向了太陽。太陽之所以能夠持續發光發熱，是因為它時刻發生著核聚變反應。要在地球上可控地實現核聚變反應、直接獲取能量的條件非常苛刻。科學家們想出巧妙方法：用強磁場——建設大型受控熱核聚變實驗裝置，讓聚變后產生的上億攝氏度的等離子體，長時間內“老實地呆在容器里”，使聚變反應穩定持續地進行。托卡馬克，就是這個容器。
