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兩會能言｜全國政協(xié)委員段旭如：“中國環(huán)流三號”未來潛力巨大

來源：中國電力報 時間：2025-03-11 13:39

“中國環(huán)流三號”未來潛力巨大

——訪全國政協(xié)委員、中核集團(tuán)核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如

記者 白宇

　　在科幻作品中，核聚變一直是經(jīng)久不衰的話題。回到現(xiàn)實(shí)，被譽(yù)為“人造太陽”的可控核聚變，作為面向國家重大需求的前沿顛覆性技術(shù)，是能夠最終解決人類能源問題的重要途徑之一。截至目前，我國新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”（HL-3）研究進(jìn)展如何？何時才能使用“聚變能”？全國兩會期間，中能傳媒記者就上述問題專訪了全國政協(xié)委員、中核集團(tuán)核聚變領(lǐng)域首席專家段旭如。

　　中能傳媒：目前，“中國環(huán)流三號”進(jìn)展情況如何？

　　段旭如：截至2025年2月，“中國環(huán)流三號”在可控核聚變領(lǐng)域取得了多項突破性進(jìn)展。

　　在核心技術(shù)上，2024年5月，“中國環(huán)流三號”在150萬安培等離子體電流下實(shí)現(xiàn)高約束模式運(yùn)行，提升了等離子體綜合參數(shù)和能量約束性能，這一模式被國際熱核聚變實(shí)驗堆（ITER）選為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行模式，其參數(shù)提升數(shù)倍于普通模式，為未來聚變堆經(jīng)濟(jì)性筑牢了根基；2024年6月，首次實(shí)現(xiàn)新型先進(jìn)磁場結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了裝置控制能力，為長時間穩(wěn)定運(yùn)行提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。且“中國環(huán)流三號”目前僅釋放了40%的設(shè)計能力，未來潛力巨大。在技術(shù)難題攻克上，突破了高功率加熱系統(tǒng)耦合等難題，積累了大量關(guān)鍵工程經(jīng)驗。在國際合作方面，“中國環(huán)流三號”作為ITER“衛(wèi)星裝置”全球開放，吸引了17家國際科研機(jī)構(gòu)參與，提升了我國在聚變技術(shù)領(lǐng)域的國際話語權(quán)。

　　當(dāng)前，“中國環(huán)流三號”仍處于實(shí)驗研究階段，目標(biāo)是驗證聚變堆物理與工程可行性，預(yù)計核聚變應(yīng)用將在2045年左右進(jìn)入示范階段，有望在2050年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電。后續(xù)還需突破穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、材料與工程、經(jīng)濟(jì)性等瓶頸。盡管挑戰(zhàn)重重，但“中國環(huán)流三號”的技術(shù)突破為可控核聚變能源開發(fā)奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)，中核集團(tuán)也將持續(xù)發(fā)力，推動我國能源事業(yè)邁向新高度。

　　中能傳媒：據(jù)了解，中核集團(tuán)牽頭參與承擔(dān)了ITER的相關(guān)項目。請您介紹下目前該項目的最新進(jìn)展以及中核集團(tuán)具體承擔(dān)了哪些工作？

　　段旭如：ITER項目，承載著人類對未來清潔能源的無限期待。自2006年成為ITER項目參與方以來，中核集團(tuán)深度融入其中，憑借卓越的技術(shù)實(shí)力和不懈的努力，為項目推進(jìn)貢獻(xiàn)著不可或缺的“中國智慧”和“中國力量”。

　　ITER項目復(fù)雜程度極高，技術(shù)難度遠(yuǎn)超已廣泛應(yīng)用的裂變反應(yīng)堆。中核集團(tuán)承擔(dān)了近10%的采購包研制任務(wù)，涵蓋磁體支撐系統(tǒng)、堆芯“第一壁”等關(guān)鍵部件。在項目組裝階段，中核集團(tuán)通過中法聯(lián)合體深度參與托卡馬克核心裝置安裝，每一步都面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。

　　2019年，中國核電工程有限公司牽頭組成中法聯(lián)合體，與ITER組織簽署托卡馬克主機(jī)安裝一號合同（TAC1），這是中國核能單位首次以施工總承包形式參與國際大科學(xué)工程，標(biāo)志著中國聚變技術(shù)正式走向海外。此后，項目穩(wěn)步推進(jìn)，2021年ITER主機(jī)第一階段安裝完成，2022年中核集團(tuán)承擔(dān)的“ITER增強(qiáng)熱負(fù)荷第一壁”首件制造完成并于2024年通過驗收，核心指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計要求，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的持續(xù)領(lǐng)跑。2023年，全球最大“人造太陽”項目磁體支撐產(chǎn)品交付，為項目重要節(jié)點(diǎn)奠定基礎(chǔ)。2024年11月20日，ITER托卡馬克裝置環(huán)向場磁體線圈TF08成功吊裝至真空室模塊1號預(yù)組裝工具，至此，真空室預(yù)組裝（SMSA）項目三大重要部件（真空室模塊、環(huán)向場磁體線圈、真空室冷屏）全部就位，為下一步組裝工作打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

　　在科研合作方面，中核集團(tuán)旗下西物院積極發(fā)揮作用。2021年簽署ITER實(shí)驗包層項目合同，攻克多項技術(shù)難關(guān)，驗證了我國實(shí)驗包層方案的可行性。2023年簽署氣體注入系統(tǒng)閥門箱與控制系統(tǒng)集成合同，這是我國承擔(dān)的ITER燃料循環(huán)系統(tǒng)關(guān)鍵研發(fā)任務(wù)。2024年，西物院牽頭的聯(lián)合體中標(biāo)ITER偏濾器組裝集成與屏蔽模塊現(xiàn)場驗收合同，為我國未來聚變堆建設(shè)積累寶貴經(jīng)驗。

　　中核集團(tuán)還在標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域發(fā)力。2023年編制發(fā)布首項核聚變領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)，提升了中國在該領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。憑借在項目中的出色表現(xiàn)，2024年中核集團(tuán)牽頭的中法聯(lián)合體成功中標(biāo)托卡馬克真空室組裝合同及真空室坑內(nèi)組裝合同，至此中方團(tuán)隊承擔(dān)了ITER項目所有核心安裝工作，成為國際“人造太陽”主機(jī)安裝的唯一承包方。

　　目前，中核集團(tuán)牽頭的中法聯(lián)合體穩(wěn)步推進(jìn)項目。TAC1合同P1階段施工進(jìn)度超過80%，托卡馬克基坑內(nèi)、磁體饋線等部分的安裝工作都在按計劃進(jìn)行。在SMSA合同下，已有3個真空室模塊正在組裝，預(yù)計2025年5月完成第1個模塊的組裝。

責(zé)任編輯：閆弘旭