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全国政协委员段旭如:再过20~30年“人造太阳”将为人类提供清洁高效安全的新型能源

2024-03-11 09:47来源:中国电力报关键词:核聚变玲龙一号两会声音收藏点赞

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可控核聚变被认为是未来能源的发展方向。在近年来大火的《流浪地球》等科幻作品中,不乏可控核聚变的身影。回归现实,近年来,国内外的可控核聚变研究也频获进展,令人振奋。那么具体到何时才能使用上可控核聚变?目前对于可控核聚变的研究还有哪些问题亟待解决?就上述问题,在今年全国两会期间,记者专访了全国政协委员、中核集团核聚变领域首席专家段旭如。他表示,目前核聚变能开发正在进入宝贵战略机遇期,世界核大国均已开始加快推进本国的聚变能源研发部署,预计再经过20到30年的时间,“人造太阳”也就是可控核聚变项目将为人类提供清洁、高效、安全的新型能源。

中能传媒

您今年的提案关注点有哪些?

段旭如

我今年重点关注我国核聚变能技术的发展。随着国际热核聚变实验堆(ITER)计划不断深入推进,核聚变研究屡获突破,核聚变能开发正进入宝贵战略机遇期。为早日实现我国核聚变能技术高水平自立自强、助推“双碳”目标实现,赢得战略主动,此次全国两会,我提出了统筹布局关键技术集中攻关推动核聚变能源开发进程的建议。通过统筹布局、协调优势力量和资源,加快可控核聚变关键技术攻关,推进我国聚变能源事业高质量发展。

中能传媒

目前可控核聚变的研究进展情况如何?据您预测,大概何时可以真正使用上可控核聚变?

段旭如近年来国际核聚变研究屡获突破,令人鼓舞。国际热核聚变实验堆主机安装第一阶段任务圆满完成。今年2月,欧洲联合环JET设施中使用0.2毫克燃料在5秒内产生了69兆焦耳的热量,将2021年59兆焦耳的记录提升了10兆焦耳,创造了聚变能量输出的新世界纪录。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)在2022~2023年先后4次实现了聚变输出能量大于激光输入能量,即聚变增益超过1的可控核聚变反应。2023年,全球在运最大超导托卡马克装置日本JT-60SA实现首次放电。我国东方超环首次实现403秒的长时间高约束模运行。国内当前规模最大、参数能力最高的新一代人造太阳“中国环流三号”实现100万安培等离子体电流高约束模运行,再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录,标志我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。随着ITER计划不断深入推进,核聚变能开发正进入宝贵战略机遇期,世界核大国均已开始加快推进本国的聚变能源研发部署,社会资本也在加速涌入,核聚变能开发正进入新的发展阶段。

从我国核工业取得成功的宝贵经验来看,实验堆-示范堆-商用堆的聚变堆工程发展路径,是核能走向能源应用的客观规律,我们需要脚踏实地走好每一阶段。预计再经过20到30年的时间,“人造太阳”将为人类提供清洁、高效、安全的新型能源。

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目前对于可控核聚变研究来说还有哪些问题亟待解决?您认为可以从哪些方面着手推进可控核聚变研究进程?

段旭如当前国际核聚变研发由科学研究迈向实验堆工程阶段。要实现核聚变能源应用,我们当前仍面临一些亟待解决的关键技术挑战,主要包括氘氚聚变等离子体稳态自持燃烧、聚变堆材料以及氚自持等。

针对上述挑战,一方面,需要在国家层面建立合适的机制,协调好现有优势力量,集智创新,协同攻关相关“卡脖子”技术。与此同时,充分发挥现有资源,特别是先进研发平台的作用。例如依托现有装置开展氘氚实验,积累燃烧等离子体运行经验。另一方面,需要充分发挥我国新型举国体制的优势,统筹配置资源,集中力量自主研发下一代聚变设施。充分发挥工业界和企业集团科技创新主体等优势作用,推动聚变堆工程技术攻关与产业转化。尤其是利用我国现有完整的核工业体系的优势和丰富的核工程经验,发挥企业在工程设计、材料生产、装备制造等领域的产业赋能优势,聚焦核工程技术在聚变涉核装置设计、建造、运行以及聚变氚自持、聚变材料等科技难题攻关,推进可控核聚变研发进程。

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目前“玲龙一号”项目进展情况如何?预计将于何时投运?在如今“双碳”目标的背景下小堆有何优势?

段旭如“玲龙一号”是中核集团在成熟压水堆核电站和核电技术的基础上开发的具有自主知识产权的创新型核反应堆,是全球首个通过国际原子能机构(IAEA)通用安全审查的小型模块化压水反应堆。目前,“玲龙一号”项目建设正在顺利推进中,今年2月6日,“玲龙一号”外穹顶吊装成功,反应堆厂房的主体结构已全部施工完成,为后续反应堆厂房的封顶奠定了基础。“玲龙一号”项目预计在2026年如期投产发电,预计每年发电量可达10亿千瓦时,满足海南52.6万户家庭用电需求,每年可减少二氧化碳排放量约88万吨,相当于一年植树750万棵。

作为核能创新的典型代表,小堆具有用途多元、部署灵活、环境友好、安全性高等突出特点,具有很好的发展预期和市场前景,将与大型压水堆形成互补发展的良好局面,共同为构建新型电力系统、助力我国“双碳”目标实现作出重要贡献。


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