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追逐“能源圣杯”的步履永不停歇

來源: 責編: 時間:2023-12-18 09:46:04 207觀看
導讀  新華社北京12月17日電 《參考消息》12月14日刊發文章《追逐“能源圣杯”的步履永不停歇》。全文如下:  國際熱核聚變實驗反應堆計劃(ITER)是人類和平利用核聚變能源之路最為可靠、可行的路線。自1985年倡議提出,

  新華社北京12月17日電 《參考消息》12月14日刊發文章《追逐“能源圣杯”的步履永不停歇》。全文如下:eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  國際熱核聚變實驗反應堆計劃(ITER)是人類和平利用核聚變能源之路最為可靠、可行的路線。自1985年倡議提出,歷時38載。如今,ITER行至何處?未來,它又何去何從?人類“無盡清潔能源”夢想何時實現?eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  全球能源需求不斷增長,地球化石燃料終將枯竭。未來,人類將依靠何種能源延續生命之火?eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  與傳統能源相比,聚變能因原料豐富、清潔環保,對人類而言是近乎理想的能源。其中,可控核聚變更是具有固有安全性,可讓人類徹底告別“談核色變”的時代。為了讓核聚變“可控”,人類已經“摸爬滾打”了逾半個世紀。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  國際熱核聚變實驗反應堆計劃(ITER)被認為是有望幫助人類摘得可控核聚變這一“能源圣杯”的主要路徑。它由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方共同參與建造,是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程之一。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  自1985年倡議提出,凝聚了三代物理學家夢想的ITER項目歷時38載、耗資數十億歐元尚未完成;與此同時,多個國家自主探索核聚變不斷取得突破。如今,ITER行至何處?未來,它又何去何從?近日,記者走進位于法國南部的ITER項目建設現場,尋找答案。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  科幻般的“人造太陽心臟”eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  在陽光普照的法國南部小鎮圣保羅-萊迪朗斯,來自30多個國家的科學家和工程師正在為實現人類的“無盡清潔能源”夢想不懈努力。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  將這些“筑夢者”召集起來的ITER項目旨在建造全球最大的可控核聚變實驗堆。該裝置又有“人造太陽”之稱,它將模擬太陽內部的核聚變過程,探索聚變能發電的科學和工程技術可行性,有望為解決人類能源困境提供終極方案。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  進入這片總面積42公頃的筑夢空間,長方形場地外圍分布著各種接近完工的配套設施:為超導裝置將交流供電轉換為直流的配電設施、為主機超導磁體系統生產液氦的低溫裝置、制冷塔、廢物管理設施以及控制室。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

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  11月23日在國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)建設現場拍攝的安裝中的托卡馬克裝置(高靜 攝)eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  場地中央,一座高60米、長120米、寬80米的鋼筋混凝土建筑頗具壓迫感。走進大門,穿過走廊,記者瞬間猶如闖入科幻電影的情景中:一間燈光如晝的組裝大廳里,擺放著多個體型龐大、造型奇特的金屬部件,墻壁上爬滿了曲折的通風管道。ITER的心臟——托卡馬克裝置及其運行所需系統的預組裝工作正在這里緊鑼密鼓地展開。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  穿過預組裝大廳,登上俯瞰臺,便可隔窗看到逐層安裝中的托卡馬克。這是一種利用磁約束來實現可控核聚變的環形容器。它的中央是一個環形真空,外面圍繞著線圈,外形酷似甜甜圈。如滿足超高溫、超低溫、超大電流、超強磁場、超高真空等極端環境條件,托卡馬克裝置內部可產生巨大的螺旋形磁場,被加熱到上億度并受到磁場約束的氘和氚的等離子體融合在一起,可產生類似太陽核心的聚變能。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  1985年,ITER倡議正式提出,此后歷經近20年的工程設計和談判。2007年,ITER整合了中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七個參與方的財務與技術資源,開啟了裝置建造。2020年,隨著杜瓦底座吊裝完成,ITER重大工程安裝正式拉開序幕。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  如果將ITER項目比作一場馬拉松,該組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基認為現在“行程已經過半”。巴拉巴斯基對記者表示:“我們已經具備了啟動機器所需的重要部件。現在必須保持專注,將所有東西組裝在一起?!?span style="display:none">eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  猶如“人類第二次學習用火”eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  接下來,托卡馬克主機中的超導磁體、饋線系統等重要核心設備將陸續安裝。但與此同時,ITER項目的國際團隊還需處理另一樁麻煩。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  組裝大廳里,一個高12米、重440噸的超大豌豆形金屬設備正懸掛在高高的吊架上。據介紹,這是托卡馬克環形真空室的模塊之一,本已吊裝進真空室裝配坑,組裝過程中發現其焊接坡口存在瑕疵,無法滿足后續拼裝的毫米級精度要求,只得拆下來維修。此外,真空室熱冷屏的氦冷管道發現裂紋,如今也“躺在”大廳地板上等待檢修。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  由于上述技術挫折的出現,總干事巴拉巴斯基和同事正在編制新的成本和進度計劃,并將于2024年中期提交ITER理事會審批。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  大約一年前,當ITER在其官網上對外公布上述“噩耗”及其解決方案時,總干事巴拉巴斯基坦言“進度和成本受到的影響不會微不足道”,但他同時慶幸“這發生在可以補救的時候”。如今,巴拉巴斯基依舊向記者傳遞著這種樂觀情緒。在他看來,對ITER這樣一個堪比登月的探索型項目來說,“遇到技術挫折相當正?!?。這“不是根本性問題,終會被克服”。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  意義非凡,難度空前。ITER的托卡馬克裝置總重2.3萬噸,相當于3個半埃菲爾鐵塔,包含近百萬個組件,涉及重大技術挑戰,且沒有成熟經驗可資借鑒。這個全球最大、最復雜的“人造太陽”建成后,聚變實驗功率將達50萬千瓦,成為地球上首座能夠與未來商用聚變堆規模相比擬的熱核聚變實驗堆。它有望率先實現凈能量產出,即產出能量十倍于輸入能量——這對于邁向聚變能發電工業化與商業化應用是一個十分重要但尚未實現的參數。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  中國核電工程有限公司ITER項目部副總經理張后龍正在現場參與組裝工作,他毫不懷疑這項宏偉事業的前景。  他表示,這首先源于內心一個堅定不移的信念:探索可控核聚變的過程猶如人類第二次學習用火,若實現聚變能發電,人類共同面臨的能源、環境、可持續發展等問題都將迎刃而解。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  ITER組織副總干事、原科技部中國國際核聚變能源計劃執行中心主任羅德隆斷言,未來在探索聚變能商用化的可行性方面,除非出現顛覆性技術,否則“ITER仍是最可靠、可行的路線”。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  多國克服干擾握手言“核”eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  ITER從誕生之日起就攜帶國際合作的基因。1985年,尚處冷戰對峙時期的美蘇兩國領導人在日內瓦峰會上握手言“核”,共同倡議啟動ITER項目,為開發取之不盡的聚變能、造福全人類而努力。由于國際爭端常起因于對能源控制權的爭奪,ITER項目也可視為實現人類和平發展的項目。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  巴拉巴斯基表示,“ITER克服了當前地緣政治因素的干擾,仍是一個和平、和諧的科學合作項目”。他說:“來自不同文化背景的人們互相尊重、共同工作、和諧共處。從這個意義上說,ITER已經超越科學范疇,體現了和平、和諧的國際合作精神。”eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  此外,建立于ITER項目初期的實物采購系統也是該項目獨特的一面。ITER項目的各參與方不僅要向ITER組織提供現金貢獻,還需向其提供實物貢獻。按照聯合實施協定,ITER所需的近100萬個部件由七個參與方在30多個國家分頭研制,并按規定時間提交ITER總部組裝調試,可謂是一場人類集體總動員的大型積木游戲。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  中國角色從“跟跑”到“領跑”eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  2006年正式成為ITER項目參與方之后,中國累計承擔了ITER裝置近10%的采購包研制任務,涉及磁體支撐系統、氣體注入系統、可耐受極高溫的反應堆堆芯“第一壁”等關鍵部件。到了組裝階段,中國又通過中法聯合體,深度參與實驗堆核心裝置托卡馬克的安裝。十余年來,中國持續為ITER貢獻“中國智慧”和“中國力量”。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  羅德隆回憶說,中國剛加入ITER時“以學為主”,如今已從“跟跑”實現與他國“并跑”,甚至在部分領域“領跑”。他說,通過全面參與ITER建設,中國用10%的貢獻撬動了該計劃100%的知識產權,除消化、吸收、掌握ITER的設計技術和加工制造技術之外,也為中國培養并儲備了一批聚變工程建設人才,為日后我國相關領域自主建設添磚加瓦。eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

  巴拉巴斯基評價說,中國是一個“值得信賴的合作伙伴”。他說:“我目睹了中國在可控核聚變領域取得的長足進步,這些進步使中國能夠為ITER作出更大貢獻?!?記者 張百慧 劉芳 徐永春 參與采寫 高靜 邢建橋)eI928資訊網——每日最新資訊28at.com

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