““人造太阳”的中国力量”

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7月28日，国际热核聚变实验堆( iter )计划重大工程正式启动。 图为安装现场。 iter官网提供图

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作为我国核聚变行业第一个大科学工程装置，“中国环流器一号”为我国的核聚变事业奠定了坚实的基础，培养了人才队伍。 照片是“中国环流器2号”a装置( hl-2a )。 中国国际核聚变能源计划执行中心提供图

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7月28日，国际热核聚变实验堆( iter )计划重大工程正式启动。 图为安装现场。 iter官网提供图

位于法国南部卡尔达哈什的180公顷项目现场，国际热核聚变实验堆( iter )重1250吨的杜瓦底座顺利落入托卡马克装置基坑内的临时支撑之上，从而启动了iter主机设备的安装。

7月28日，国际热核聚变实验堆计划重大工程启动仪式在国际组织总部举行。 根据国际组织总干事的评价，这标志着国际空间站从上一个成员国的制造零部件建设阶段正式过渡到了装置组装阶段。

由童谣演唱的《种植太阳》有望在人类的几个方面成为现实。 他们必须通过iter计划，模仿太阳产生能量的过程。 将氢同位素聚合成氦，释放出无尽的核聚变能量。

国际计划包含着人类和平利用核聚变能源的美好愿望。 法国总统马克龙对此评价为“未来的希望”，韩国总统文在寅称赞为“人类历史上最伟大的科学计划”。

花费了100多亿欧元，召集了世界顶级科学家和工程师参加，参加者人口总数超过了世界人口的一半……对于这个世纪最雄心勃勃的能源科技合作项目，中国国家主席习设立了启动仪式，在贺信中表示，计划的实施。 他说，中国公司和科研人员勇敢地背负重担，与国际同行合作，为计划的顺利推进贡献了中国的智慧和中国的力量。

加入百亿“入门会费”的俱乐部

依赖于地球万物生长的光和热来源于太阳核聚变反应后释放的能量。 支撑这种融合反应的燃料重氢在地球上的储量极其丰富，足以供人类利用数百亿年。

如果能制造发电用的“人工太阳”，人类就能彻底实现能源自由。

理想是美丽的，现实是粗犷的。

最突出的问题之一是，为了搬运核聚变要使用什么样的容器？

要在地球上利用核聚变能，要求在人工控制条件下等离子体的离子温度达到1亿℃以上。 目前，地球上最耐高温的金属材料钨的熔化温度为3000多度。 这意味着在1亿℃下，找不到放这种高温等离子体的容器。

从20世纪50年代开始，我国与国际基本同步，开始在核聚变行业进行研究，1965年在四川乐山建设了我国的核聚变研究基地——西南物理研究所(今中核集团核工业西南物理研究院)。

在各种技术路线的穿梭中，苏联科学家们最终提出的托卡马克计划终于揭晓，国际核聚变界的重要研究方向变成了托卡马克。

20世纪80年代，作家访问了位于四川乐山108级石梯荒山的中国核聚变研究基地，他说:“研究所的房间就像一个山洞，但我们的科学家有着抛弃自己的献身精神。 在那样的环境中，他们制作了“中国环流器一号”。 光是设计图纸就有3层楼那么高”。

作为我国核聚变行业第一个大科学工程装置，“中国环流器一号”为我国的核聚变事业奠定了坚实的基础，培养了人才队伍。

20世纪90年代，我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资，更换了苏联1800万卢布的t-7半超导托卡马克装置。

在当时经济非常困难的情况下，第一依靠自己的力量，从根本上改造了t-7及其低温系统。 1994年，成功研制出更名为“ht-7”的大科学装置，中国成为继俄罗斯、法国、日本之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。

但是，在探索的过程中，许多国家的科学家认为“人工太阳”科学装置规模大，建设周期长，投资价格高，任何国家“闭门建设”都无法处理所有难题，“集中全球力量，八方力量”。

1985年，美苏首脑为此提出了iter计划。

但是，直到2001年，这个强国俱乐部才拒绝了中国。 当时，不仅是意识形态上的排斥，首先是因为中国的科学研究水平还不高。

2001年，由于美国退出，iter成员国希望从经费分配的角度扩大参与国的范围。 中国借此再次申请加入，2003年，正式以“平等伙伴”的身份参加了iter计划谈判。 加入这个“入门会费”高的俱乐部，各成员国必须承诺至少投入10%，约100亿元。

当时的碳排放问题并不紧迫，雾霾和大气污染问题也不严重。

“中国加入iter是向世界强调中国是一个负责任、称职的国家。 ”年，在“ITER十年——回顾与展望”会议上，科技部前部长徐冠华回顾了参加ITER谈判的过程，称:“是事关国家利益，中国应积极参加国际高新技术俱乐部，不能因自身原因错失机遇。”

2006年，国际热核聚变实验反应堆( iter )签署《联合实施协定》，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国共7个国家参与，计划共同建设法国全球最大的超导托卡马克实验反应堆

这是中国作为平等参与的最大的国际科技合作项目。 其中，中国承担了约9%的采购包研发任务，包括磁铁支撑、校正场线圈系统、磁铁馈线系统、护套第一壁等18个采购包。

基于“激将法”的创新

对参加谈判的中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德伦来说，2003-2006年的日历写满了困难和曲折。 “我国以平等的身份，从一开始就设计了游戏规则，这是第一次介入，对我们来说这是一个新的尝试，所以各谈判小组都在认真研究文书，认真考虑如何才能使我们国家的利益最大化。 谈判之前，我们每次都要加班讨论这些议案，讨论如何制定高方案的低方案，如何才能顺利总结好这次谈判，顺利谈判。 ”

洛德隆，当时队伍意见一致，首先拿超导采购包。 由于iter是磁约束融合装置，超导材料是非常核心的拷贝。 能不能做到，当时大家都不放心。

作为世界上最大、最多、最复杂的托卡马克装置，iter的体积接近北京天坛祈年殿的尺寸，高30米，直径30米，重2.3万吨。

我国有许多托卡马克装置，但iter并不是简单地放大，需要从整体设计、技术、材料等全方位，处理全新的重要问题。 但是，即使是以往的小型托卡马克装置，我国也采用了进口的超导材料。

(/h ) )“自己能做的事必须自己做。 自己做不到的功夫即使是创新也必须自己做。 ”罗德隆说，这与中国在参与iter计划中始终坚持的理念大致相同。

iter所需的这种超导股，需要在直径0.8mm以内引出数万根灯丝。 最重要的是，这样微细的超导线圈，最短长度可以达到1公里。

一方面提倡立足国内研发，另一方面为了保证项目进度，伦敦采用了“激将法”。 向承担任务的西部超导材料科学技术股份有限公司建议购买进口的超导材料进行备用。 理由是为了验证。 企业无法在一定时间内开发的，考虑项目进度因素，需要采用进口材料进行相关认证活动，但认证时使用进口材料的，后续生产也必须使用进口材料。

《激将法》让超导企业的研发团队感到了很大的压力。 一开始，至多只拔出1200米，线就断了，材料也废了。 科学家们竭尽全力，在有限的十个月内，终于完成了技术难关。

(/h ) )“现在拉出的线即使超过1公里也不会断，性能比国外要好。 ’伦敦对竞争的结果感到满意。

在短板行业实现破冰

通过 方案的调整，直接面对上亿度堆芯的“第一堵墙”，每平方米最终受到的热量从0.5兆瓦上升到4.7兆瓦，一瞬间就能熔化1公斤的钢铁。 我国承担了12%的iter第一壁研发任务。

肩负这个重任的核心集团核工业西南物理研究院带头开发了第一壁采购包半原型零件，并通过了全年高热负荷测试，是世界上第一个通过认证的。 虽然鲜为人知，但作为iter屏蔽包复项目负责部门的项目负责人，观继明和团队为此奋斗了近12年，克服了特殊的材料、连接技术、高可靠性等一系列难题。

在“短板”的设计行业，中国也在破冰。 中国团队设计优化提供的“中国方案”，在iter电源采购包中大幅增加了中方的贡献份额，也为我方后期主导iter电源系统的开发、项目管理等任务奠定了良好的基础。

年，核聚变研究行业活跃的科学家们齐聚一堂，讨论iter计划和世界核聚变能源开发的未来。 国际核聚变界30多名外籍专家和10多名中国专家代表起草并签署了《北京核聚变宣言——支持中国核聚变能源快速发展》。 宣言表明，中国为iter按时交付优质零部件在iter中扮演着重要角色，在iter中扮演着重要角色。

“完成应承担的任务是信守诺言，在整个iter计划中面对困难，勇敢地顶撞，是勇敢地承担重担。 ”罗德隆说，中方与国际同行共同努力，为计划的顺利推进贡献了中国的智慧和中国的力量，背后有着长期的积累和努力。

“从做不到，到变得可以，甚至比其他国家更可以”

在最初的设计版本中，蒸汽冷凝罐设计为一体，位于iter整个装置的上部。

但是，去年，新上任不久的iter组织总干事主张，由于对以前的设计存在很大的安全隐患，有必要将蒸汽冷凝罐分解成4个，在地基还未建成之前埋在地下。 当时的地基已经挖掘，这意味着蒸汽冷凝罐的生产计划和交付时间大大加快了。

原蒸汽冷凝罐的供货方暂时“搁置”，iter组织按照程序对所有参与者进行公开招标。

中广核工程有限企业与苏州天沃科技股份有限企业结成共同体，首次通过国际竞标直接获得iter这一任务。 从招标开始到最后一个交期的两年多时间里，联合体两家公司克服了生产周期短、设计变更大、标准要求高、协调接口多等诸多困难，保证了项目进度。

这样的故事还有很多。

pf6线圈是目前国际上研制成功的重量最大、难度最大的超导磁铁，相当于2架波音747飞机的重量，对iter的正常运行起着重要的作用。

中国科学院合肥研究院等离子体历时6年完成了该部件的研制。 所有重要的制造技术和零部件都没有一次通过iter国际集团的认证。

约年来，更重要的任务向中方挥着手。 iter组织公布了主机tac1安装基准测试项目的投标书。

“这是iter实验堆托卡马克装置最重要的核心设备安装工程，也是iter迄今为止金额最大的合同工程。 ”罗德伦表示，iter有很多安装包，但tac1的安装标准就像核电站核岛的核反应堆、人体心脏一样，其重要性不言而喻。 第一个工作是安装杜瓦结构、杜瓦结构和真空容器之间的所有系统。

工程的难度也不寻常。 作为托卡马克装置压力容器的底座，杜瓦底座的吊重为1250吨，设备最终位置偏移不超过2毫米。

与以往不同的是，由核心集团主导的中法五个成员单位组成中法联合体共同投标，最终中标。

“我们对此很感兴趣。 最重要的是，这个采购包最能体现技术力量和管理能力。 经过综合权衡，我们决定集中力量投这个标。 》中国核电工程有限公司副总经理李强在两个“首次”中表达了事物划时代的意义——中国原子能机构首次以工程总承包形式成功实施了国际大科学工程项目，我国首次参与了国际大型核科研设施的建设。

“通过参加ITER计划，我们本来不能做，所以能做得更好，比其他国家做得更好。 ”罗德伦总结说，通过国际合作，中国在国际核聚变舞台上有更大的发言权。

在中国，一定会有一盏灯融合在一起点亮

“有一天，可控融合实现后，将向人类提供无尽的清洁能源，在研发过程中任何中间技术都会极大地推动社会经济的快速发展。 》中核集团核工业西南物理研究院院长段旭如表示，作为一个大科学项目，“人工太阳”依靠许多学科的快速发展，其快速发展能够促进这些学科的快速发展。

虽然伦敦当时没有心思种植柳树，但没想到会产生国内的融合产业链。 甚至在业界，向iter提供商品的公司已成为不需要认证的优秀产品的代名词。

经历了 “激将法”的西部超导，在国内外市场积极拓展超导材料应用行业，特别是成为西门子核磁共振超导材料的合格供应商。

“在参加ITER之前，在国际主流融合会议上，我们的声音几乎没有。 目前，许多中国学者被邀请在大会上担任主题报告、口头报告甚至主席。 ”。但是，罗德隆说，在加入iter后，中国正在走向世界融合舞台的中心。

在我国首个偏振滤光片型核聚变实验装置( hl-2a )和世界首个全超导非圆形截面托卡马克型核聚变实验装置) east )这两大科学装置的推动下，我国与世界120多个融合研究机构建立了合作。 每年平均有500名国际专家访问我国，开展与国内相关融合研究机构的合作研究。

“ITER不是直接商业应用的发电站，而是实验炉。” 让科学家进行实验，探索聚变能发电的科学和工程技术的可行性，为实现聚变能商业应用奠定基础。 否则，你会嫁给别人。 ’罗德隆说，参加iter计划的另一大任务是培养人才。

iter的推进过程，也是中国核聚变工程技术人员和团队持续储备的过程。

当初，在中国iter组织的员工只有20名，是各国中总人数最少的。 根据中国9%的贡献率，需要40—50名人员配额。 目前，iter组织中方职员人数持续上升，占近10%，居欧盟外6个国家之首。

到 年底，将有3400多名科学家和2700名研究生参加iter专业国内研究项目，他们将为我国未来自主核聚变示范堆乃至商用堆的设计、建设奠定人才基础。

随着我国磁约束聚变行业科技水平的快速提高，我国科学家还提出了我国核聚变能源研究快速发展的建议路线图。 例如，以更长远的未来为目标——中国融合工程试验炉cfetr。

罗德隆表示，加入iter俱乐部不仅从战术能源的角度看，更重要的是，通过这样国际化的平台，中国在一些高科技行业、人才培养、项目管理等方面取得了突飞猛进的快速发展

“将来在科学研究中，许多可预见的障碍都可以克服。 问题是，一定还存在着不可预见的困难。 例如，今年的疫情对整个项目的进度略有影响。 ”但是，罗德龙说:“我有信心在2025年底之前实现第一等离子体放电。”

“iter”一词在拉丁语中中意为“道”，回顾过去，人类认知核聚变的道路由来已久。

“在我们活着的时候，能看到真正的人工太阳吗？ ”

中国工程院院士李建刚说，要将成果实际投入商用，转化为各家庭可用的电，至少需要几十年的时间，“我相信在我有生之年，一定能融合一盏灯。 这个灯一定需要，只有中国有”。 (记者陈瑜) (/h/)。

来源：企业信息港