2020年12月4日，一個應該載入世界核聚變史冊的日子。核聚變關鍵裝置“中國環(huán)流器二號M裝置”首次放電，標志著我國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造和運行技術(shù)。

中國“人造太陽”顯神威，相當于太陽芯部溫度的近10 倍！

△央視財經(jīng)《經(jīng)濟半小時》欄目視頻

開發(fā)聚變能源是全球核聚變?nèi)艘淮恿Ρ寂埽铝τ谡樟寥祟愇磥淼慕K極能源夢想。而“中國環(huán)流器二號M裝置”是目前我國規(guī)模最大、參數(shù)最高的新一代磁約束聚變實驗研究裝置，它的等離子體離子溫度可達到1.5億度，相當于太陽芯部溫度的近十倍。

之所以把可控核聚變裝置通俗地稱為“人造太陽”，是因為它的原理和太陽發(fā)光發(fā)熱的原理一樣，都可以理解為兩個小質(zhì)量的原子聚合成一個較大的原子，能夠釋放出巨大能量。開發(fā)聚變能源是全球核聚變?nèi)艘淮恿Ρ寂埽铝τ谡樟寥祟愇磥淼慕K極能源夢想。

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中核集團核工業(yè)西南物理研究院院長中核集團公司首席專家  段旭如

為了完成這個實驗裝置，科研人員進行了一系列技術(shù)攻堅難題。60多名科研人員，做了上百次試驗，研制出具有國際先進水平的國內(nèi)首臺大型立軸脈沖發(fā)電機組，不但讓安全性能大大提高，而且儲能大大提高，一臺機組就相當于一個30萬千瓦機組的供電容量，相當于一個中小型水電站。

立軸脈沖發(fā)電機組

立式脈沖發(fā)電機組研制成功了，但具體安裝又是一個難題。由于立式脈沖發(fā)電機組沒有飛輪，整個機組能量主要來自轉(zhuǎn)子，而這個轉(zhuǎn)子重達400噸，安裝精度要求非常高，偏差要小于0.05毫米。

誤差小于0.05毫米，相當于比人一根頭發(fā)的直徑還要小。由于精度要求高，現(xiàn)場安裝人員總共拆裝了5次，不斷改進安裝工藝，最終才把轉(zhuǎn)子安裝到位。

安裝過程中難度最大的一個環(huán)節(jié)：15噸的真空室，要從8米高的地方，垂直落到線圈筒體的外徑上去。而這個真空室的內(nèi)腔和線圈的外壁之間，只有幾個毫米的間隙，5米的距離，科研人員整整花了幾個小時。

安裝內(nèi)部可拆卸線圈結(jié)構(gòu)也非常復雜，安裝28顆50厘米長的螺栓，要求的偏差也是0.05毫米。他們第一顆螺栓，就花了半個月的時間。

“中國環(huán)流器二號M裝置”中最核心的關鍵部件——真空室，體積大約40多立方米，高3米多，直徑5米多，核聚變反應時，氘和氚等離子就在里面有規(guī)律運動。真空室的制造加工、焊接安裝等都有嚴格要求。其中真空度，要求達到類似外太空的環(huán)境。

真空室

由于真空室是一個全焊接式的不規(guī)則雙曲面結(jié)構(gòu)，焊接點多、焊接長度長，總焊接長度2800米，焊接難度超乎想象。

35個國家共同推進核聚變項目，2025 年有望建成

△央視財經(jīng)《經(jīng)濟半小時》欄目視頻

中國環(huán)流器二號M裝置是實現(xiàn)我國核聚變能開發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置，也是我國消化吸收ITER技術(shù)不可或缺的重要平臺。

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，至今還在建設階段。我國陸續(xù)承擔了ITER計劃中大概9%的18個采購包制造任務，涵蓋了ITER裝置幾乎所有的關鍵部件。

在中核集團核工業(yè)西南物理研究院的實驗室，項目負責人李波已經(jīng)在這條漫長的“人造太陽”之路上，走過了整整14年。團隊花了十多年的時間，才設計出了符合“人造太陽”運行環(huán)境的關鍵部件，光是全部推倒重來就經(jīng)歷了三次。

采訪中，西南物理研究院的科研人員很有感慨地告訴記者，這一系列的科研創(chuàng)新、攻堅克難，很大程度上要歸功于國家重視基礎科研，科研院所自主創(chuàng)新。可以先拿科研經(jīng)費，再自主立項搞科研。科研機制的創(chuàng)新管理還吸引了各國科研人員的到來。

全球核聚變科研人員共同意識到，核聚變是解決人類終極能源的發(fā)展方向，也是一個挑戰(zhàn)難度極大的科研技術(shù)難題，它需要世界各國加強合作，在人類共同命運的道路上，在星辰大海中去追逐全人類的能源夢想。

目前，多國合作共建的，世界上最大的實驗性托卡馬克反應堆——國際熱核聚變實驗反應堆ITER，正在法國南部按計劃推進。35個國家組成了一個聯(lián)盟，共同推動 ITER項目，預計2025年左右建成。

半小時觀察：“可控核聚變”是利用核能的終極目標

目前我們常用的煤、石油、天然氣都屬于化石能源，且不說化石能源儲量有限，還有一個問題就是污染環(huán)境。

在中共中央關于“十四五”規(guī)劃的建議中，已經(jīng)將新能源列為要加快壯大的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。為了尋找到一種既清潔又可持續(xù)的能源，世界各國也不約而同地把未來的能源發(fā)展方向放在了“可控核聚變”，這是利用核能的最終目標。

有科研人員孜孜不倦地奮戰(zhàn)， 我們期盼著，終有一天，可控核聚變能夠成為改變?nèi)祟惿鐣那鍧嵞茉础?/p>

[責任編輯：楊凡、武云泉]

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