国家磁约束核聚变能发展研究专项2013年项目申报指南和申报要求

一、项目指南

1. EAST长脉冲高功率NBI的关键技术和实验研究

在EAST上发展4MW大于10秒的长脉冲中性束加热系统，特别是研制出能可靠用于长脉冲条件下的兆瓦级稳态离子源，并利用该系统在EAST托卡马克上开展离子加热、电流驱动、约束改善等物理实验。研究在长脉冲中性注入加热条件下的等离子体行为和机理。

2. 利用多功能内部线圈控制ELM和RWM的关键技术和实验

针对ITER未来第一类ELM和高磁比压下RWM(电阻壁模)控制的关键科学与技术问题，开展利用多功能内部线圈实现对等离子体一类ELM和RWM控制的物理模拟、线圈关键技术预研、线圈研制以及实验所涉及的关键科学技术问题开展研究，其重点是在托卡马克上实现利用内部线圈对一类ELM和RWM控制，为未来ITER提供有用的参考。

3. 大功率电子回旋共振加热新技术研究

开展大功率回旋管无氦超导磁体运行技术应用，多管高压平衡与微波输出功率平衡以及高频调制技术的研究;研究大功率集束天线阵技术，环向与极向实时联合控制技术;研究大功率真空传输技术，微波极化参数实时控制技术;开展PSM电源技术、高压建立、固态开关、快速调整与保护技术的研究。

4. HL-2A装置高能量粒子物理研究

在HL-2A装置上利用大功率加热手段(ECRH、NBI、LHCD)对高能量粒子(包括高能电子和高能离子)的约束、输运、不稳定性进行实验研究和理论、数值模拟研究。了解高能量粒子驱动阿尔芬本征模、快粒子模及造成快粒子损失的机制，探索克服这些不稳定性及快粒子损失的对策;研发具有高空间、时间及能量分辨的高能电子及高能离子诊断;改进加热系统使之满足高能量粒子物理实验的需要;发展数值模拟编码对高能量粒子相关实验现象进行分析和研究。

5. 长脉冲条件下高热负荷的有效控制关键技术和实验研究

开展针对未来ITER运行时，长时间10MW/m2热负荷苛刻条件下等离子体安全运行的关键技术和物理问题研究，开展能快速控制、移除10MW/m2热负荷以及高能量粒子流的关键技术预研、技术集成，以及在托卡马克上开展实验，探索在长脉冲条件下对高热负荷、高粒子通量有效控制的手段，发展实现有效控制的新方法，通过实验和模拟的对比研究其机理。

6. 高性能托卡马克芯部等离子体输运和稳定性研究

针对未来ITER相关的高性能托卡马克芯部等离子体输运和稳定性及其相关的物理过程开展研究，主要包括：加热和电流驱动以及加料的基本过程研究，特别是射频波驱动环向旋转的机理研究;利用加热和电流驱动手段控制等离子体参数(压强、电流密度、动量、电子和杂质密度等)的剖面分布，研究其对输运和稳定性特征的影响，特别是与环向旋转的关系;符合ITER运行模式要求的稳态、高性能芯部等离子体约束模式的探索，及其稳定性特性研究。

7. ITER基本运行方案物理基础研究

针对ITER基本参考运行模式，对伴有第一类边界局域模(ELM)的H模物理及其相关的与壁相互作用开展研究，主要包括：L-H模转换机理及H模可近性条件的优化;ELMs的产生机理，可有效地运用于ITER 的ELMs缓解和控制方法及其机理;台基区输运和不稳定性特征，及其对台基结构和演化动力学的影响;小/无ELMs高约束稳态运行模式;在第一类ELM条件下等离子体与壁相互作用，稳态条件下粒子流和热流行为及其控制，粒子再循环和滞留等物理过程。

8. 氚增殖包层关键科学技术的研究

针对ITER以及未来我国聚变工程实验堆氚增殖包层的科学技术目标与需求，重点开展固态TBM模块工程设计、1/2模块制造和特殊加工连接工艺研发及认证;开展液态铅锂合金工艺及其服役(流动、传热、腐蚀等)性能研究，以及结构材料(RAFM)研制、性能测试和辐照测试;开展中子倍增剂规模研发、制造和测试(包括辐照测试);开展TBM涉氚系统工程设计及关键技术研发，开展涉氚系统原理性样机的设计制造及相关实验;建立固态增殖剂的反应堆在线产氚考核实验平台，开展氚增殖剂材料堆内辐照及在线氚提取测试，提出TBM设计候选固态增殖剂的评价准则，获得满足TBM产氚包层设计要求的百公斤级固态增殖剂;开展过热蒸汽水冷固态增殖剂包层设计，包括水冷包层增殖剂优化、高效能量转换、氚提取等新方法新工艺的技术研究。

9. 托卡马克等离子体与壁材料相互作用研究

紧密结合EAST、HL-2A等国内大中型托卡马克，面向ITER与中国聚变实验堆CFETR，深入研究等离子体与钨基壁材料相互作用理论规律、物理机制、相关技术以及深入的实验研究，包括边界等离子体输运及偏滤器行为、边界等离子体原子分子过程、壁材料等离子体辐照效应和高热负荷效应、氢同位素滞留与输运、壁表面刻蚀和再沉积原位诊断技术、托卡马克实验等。

10. 磁约束聚变工程关键问题研究

针对未来聚变堆的关键技术、方法、工艺和部件，发展有自主知识产权的关键技术和部件，为未来我国建堆奠定必要技术储备。重点发展聚变堆大型超导磁体的力学分析方法、发展聚变堆低温气体透平、阻氚涂层、先进氚增殖剂、涉氚泵及阀门用密封材料、大容量高选择性涉氚吸附剂、高性能透氢材料等关键涉氚材料的设计与制备工艺研究、兆瓦级长脉冲回旋管关键部件(电子枪、高频腔、金刚石窗口)、高温超导线材及导体研制及性能研究，聚变堆诊断关键探测器件等。

11. 托卡马克大规模数值模拟

针对EAST和HL-2A/M物理实验、ITER运行优化和实验规划、聚变工程堆集成设计等，开展相应的托卡马克主要物理过程的大规模数值模拟研究，重点研究高约束模下的输运与不稳定性，快粒子物理，波加热和电流驱动、边界等离子体过程等。针对重点物理问题，自主开发基于第一性原理的托卡马克大规模模拟程序;集成完整实用的建模程序，为HL-2A/M和EAST实验提供等离子体性能的整体预测。建设“磁约束聚变大规模数值模拟合作平台”，为聚变模拟提供高性能科学计算支持。

12. 磁约束聚变物理前沿问题研究

针对磁约束聚变前沿物理问题及未来ITER物理实验的重要内容，开展物理理论、实验分析、数值模拟、诊断探测。鼓励新概念、新方法的探索研究，鼓励开展广泛的国内外合作，鼓励以国内主要装置作为实验平台开展联合试验，鼓励培养和锻炼年青的等离子体物理人才队伍。

13. 磁约束聚变堆内部件关键技术问题研究

研究等离子体破裂时瞬态电磁载荷与面向等离子体部件以及包层结构部件相互作用的机理;研究瞬态电磁与热冲击综合作用下面向等离子体部件、包层结构多场耦合力学特性以及减缓瞬态电磁与热冲击破坏的方法;研究包层内高压氦气/高温液态锂铅多流场耦合及其与低活化钢结构强化换热与协同机制;研究面向等离子部件、包层结构损伤、焊接界面开裂与扩展特性等的检测与评价方法。

14. 液态锂在未来聚变装置应用的探索研究

针对未来液态偏滤器的可能应用，重点研究液态锂金属在强磁场下的MHD行为的理论与实验研究;开展液态金属在强磁场条件下形成大面积、稳定均匀流动的机理、表面形态及参数的测量以及台面试验;开展在托卡马克等离子体条件下的液态锂第一壁的实验研究;开展大规模液态锂在未来反应堆条件下安全风险分析及对策的理论与台面试验研究。

二、申报要求

1. 申报单位应针对指南所明确的内容和目标组织项目，注意吸收国内其他优势单位参加。研究队伍要精干、结构合理，体现优势集成。注意队伍规模适度和组织管理的有效性。

2. 申报单位在申报项目时应推荐项目负责人，每个项目只能推荐一名项目负责人。项目负责人应具有较高的科研水平、组织协调能力和良好的信誉，能够将主要时间和精力用于项目组织、协调与研究工作，年龄不超过60岁。

3. 申报单位应按规定格式编写项目申请书。项目申请书不能附加任何个人或学术组织对所申报项目的评价意见。要如实反映项目申报单位已有的工作基础和研究条件，如实反映申报项目与有关国家科技计划在研项目关系。

4. 指南方向1-3的项目，属于国内两大托卡马克装置能力建设，执行期为3年。指南方向4-14的项目，执行期为5年，参照《国家重点基础研究发展计划管理办法》，实行“2+3”管理模式。申报单位应依据项目执行期的要求编写项目申请书。

5.“磁约束聚变物理前沿问题研究”项目以课题形式申报，申请人按规定格式编写课题申请书，申请人年龄不得超过45周岁。

6. 项目只设课题，课题下不设置子课题。每个课题的承担单位不超过2个，课题负责人为1人。项目和课题负责人每年投入项目工作时间不少于6个月，其他研究人员每年投入项目时间不少于3个月。

7. 项目申报人员应遵守《国家科技计划项目承担人员管理的暂行办法》的有关规定，已作为项目(课题)负责人承担国家科技计划项目人员不能作为项目和课题负责人参加本次项目申报;作为主要参加人员同期参与承担国家科技计划项目(课题)数不超过2项。

8. 项目申报者应遵守《国家科技计划项目评估评审行为准则与督察办法》，如有违规，科技部将予以处罚。

三、项目申请书格式(附后)

国家磁约束核聚变能发展研究专项

项 目 申 请 书

项目名称：

申报单位：

项目负责人：

申报日期：

中华人民共和国科学技术部制

项目摘要(1,000字左右)

简述开展项目研究的重要性和必要性、拟解决的关键问题、主要研究内容和目标、课题设置。

申请书正文(30,000字左右)

一、立项依据

开展项目研究的重要性和必要性。

二、国内外研究现状和发展趋势

国际最新研究进展和发展趋势，国内研究现状和水平，相关研究工作取得突破的可能性等。

三、拟解决的关键科学技术问题和主要研究内容

详细阐述围绕国家磁约束核聚变能发展研究专项任务所要解决的科学技术问题。主要研究内容要围绕关键问题，系统、有机地形成一个整体来详细阐述，重点要突出，避免分散或拼盘现象。

四、阶段性目标和总体目标

详细阐述项目的总体目标和阶段性目标，要有具体、可考核的考核指标。

五、总体研究方案

结合主要研究内容阐述学术思路、技术途径及其创新性，与国内外同类研究相比的特色和取得突破的可行性分析等。

六、课题设置

围绕项目所要解决的关键问题、研究重点和预期目标合理设置课题。说明课题设置的思路、各课题间的有机联系以及与项目预期目标的关系;详细、具体叙述各课题的名称、主要研究内容和目标、承担单位、课题负责人及主要学术骨干和经费比例等。

七、现有工作基础和条件

1.项目承担单位在所申报项目相关研究方面的工作基础和取得的主要研究成果。

2.项目实施所具备的工作条件，包括实验平台和大型仪器设备等，国家实验室、国家重点实验室和重大科学工程等重要研究基地在项目中所起的作用等。

3.项目申报单位近五年承担的与所申报项目直接相关的国家科技计划重大、重点项目的完成情况，与所申报项目的关联和衔接。

八、研究队伍

1.研究队伍的规模和结构

研究队伍的规模和结构(年龄、专业、职称等方面的结构，实验技术人员概况等)。研究队伍规模要适度，全时人均资助强度应在20万元/人年以上。

2.推荐项目负责人和课题负责人

分别介绍推荐项目负责人和课题负责人的研究背景。包括：工作简历、主要学术业绩，近五年主持的与申请项目相关的各类国家科技计划项目情况(格式见下表)，与申请项目相关的代表性论文(不超过5篇)、获得国家和省部级科技奖励以及发明专利情况。

姓名：

3.其他中青年学术带头人概况

九、经费预算

十、申报单位意见

十一、主要学术骨干一览表

说明：1. 身份证号码栏目，现役军人填写军官证号，外籍人员填写护照号。

2. 专业应填目前所从事研究的专业。

3. “作用”指主要学术骨干在项目中的作用，分为“项目负责人” 、“课题负责人” 、“学术骨干”。

4. 表中列出的主要学术骨干应与第六部分“课题设置”中一致，并应包括第八部分“研究队伍”中介绍的所有人员。