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ITER组织第六届理事会在中国召开

国际热核聚变研究需要中国

科技动态
来源: 标签:理事会第六届中国 2010-06-17 08:55:57
为实现这个时代最精彩、最具创新性的能源梦想,国际热核聚变实验堆(ITER)计划就是为此所做的一次伟大科学工程尝试和努力,而中国也正积极参与其中

  科技日报记者 陈磊

  核聚变是太阳光和热的源泉。如何研制受控热核聚变反应装置,从而为人类提供几乎取之不尽的理想洁净能源?

  为实现这个时代最精彩、最具创新性的能源梦想,国际热核聚变实验堆(ITER)计划就是为此所做的一次伟大科学工程尝试和努力,而中国也正积极参与其中。

  6月16日—17日,ITER组织第六届理事会在我国苏州召开。“这是理事会第一次在欧盟和日本以外的成员方召开,显示了我国在参与国际大科学工程项目管理中的地位和作用。”中国国际核聚变能源计划执行中心副主任罗德隆如是表示。

  什么是ITER计划?我国为什么参与ITER计划并在其中扮演什么样的角色?ITER计划有什么最新进展?日前,罗德隆就相关热点问题接受本报记者专访。

  ITER计划的前世今生

  “ITER计划将为聚变示范堆奠定基础,本世纪中叶或稍晚可望实现聚变能商业化”

  ITER计划是1985年由美苏两国首脑倡议提出,其目的是建造一个聚变实验堆,探索和平利用聚变能发电的科学和工程技术可行性,为实现聚变能商业应用奠定基础。

  核聚变是两个轻核(一般是氢的同位素:氘[D]和氚[T])聚合成一个较重的原子核,同时释放出巨大能量的过程。地球海水中的氘可谓“取之不尽”,而用于产生氚的锂在地球上也有比较丰富的储量。核聚变反应不产生高放射性核废料,是理想的洁净能源。因此,开发利用核聚变能一直是人类半个多世纪以来的梦想。

  ITER是托卡马克型聚变实验反应堆。托卡马克是俄语环向场磁体线圈的简称,是核聚变物理实验装置,其原理是利用环向磁场对等离子体进行加热、约束,进而实现可控核聚变。ITER是基于托卡马克磁约束位形的第一个将要付诸实施的热核聚变实验反应堆,是实现磁约束聚变能商业应用不可逾越的关键步骤。

  ITER从1988年开始概念设计到完成《工程设计最终报告》,历时13年之久。该计划谈判从最初的欧盟、日本、俄罗斯和加拿大四方增加到中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方,从而成为当今世界最大的多边国际科技合作项目之一。

  罗德隆介绍说,ITER设计总聚变功率将达到50万千瓦,是一个电站规模的实验反应堆。其作用和任务是:用具有电站规模的实验堆证明氘氚等离子体的受控点火和持续燃烧,验证聚变反应堆系统的工程可行性,综合测试聚变发电所需的高热流与核部件,实现稳态运行,从而为建造聚变能示范电站奠定坚实的科学基础和必要的技术基础。

  ITER场址设在法国南部埃克斯以北的卡达哈什,ITER装置建设已经开始,并计划于2019年实现第一等离子体。国际核聚变界对ITER计划及其后聚变能源发展比较普遍的看法是:建造和运行ITER的科学和工程技术基础已经具备;再经过示范堆、商业聚变核电站(商用堆)两个阶段,聚变能商业化将在本世纪中叶或者稍晚实现。

  ITER需要中国,中国需要ITER

  “将为我国自主开展核聚变示范堆设计、建造,开发聚变能奠定基础”

  我国核聚变研究开始于上世纪60年代初,从一开始就以实现受控热核聚变为主要目标,此后始终坚持稳定、渐进的发展。

  从上世纪70年代开始,我国就集中以托卡马克为主要研究途径,先后建成一系列中小型装置,并且开展多项研究,取得了许多可喜成果。上世纪90年代,我国开始实施大中型托卡马克发展计划,探索先进托卡马克运行模式及稳态控制模式,先后建成HT-7中型超导托卡马克、HL-2A大中型常规导体托卡马克。2006年建成的大型非圆截面全超导托卡马克EAST装置,具有稳态、大拉长比及多项实验手段等特点,可以为正在建造的ITER装置开展多种前期实验研究。

  我国于2003年初加入ITER计划谈判。2006年11月,时任科技部部长的徐冠华院士率团出席了在法国总统府举行的ITER相关协定的签字仪式。ITER相关协定的签署,标志着历时5年的谈判结束,ITER计划进入组织实施阶段。

  ITER计划将历时35年,其中建造阶段10年,预计耗资50亿欧元;ITER运行与开发利用阶段20年,预计费用约50亿欧元;最后是去活化和退役阶段,预计相关费用8亿元。

  2007年8月,全国人大常委会审议通过了ITER计划两个协定;9月,我国向ITER组织递交国家主席签署的两个协定批准书,标志着我国正式加入ITER计划。2008年10月10日,中国国际核聚变能源计划执行中心正式成立。

  据罗德隆介绍,ITER计划吸引了世界主要国家的顶尖科学家共同参加,ITER各方人口总和超过全球人口的一半。ITER计划也是我国迄今为止参加的规模最大的大科学工程国际合作项目。

  “参加ITER计划不仅为我国在核聚变能源研究方面进入世界最前沿提供了可能,也将为我国未来自主开展核聚变示范堆乃至商用堆设计、建造奠定基础。”罗德隆说,在经过三年多谈判达成的基本共识中,我方权益得到了充分体现。在ITER国际聚变能组织管理结构中,我国全面参与ITER组织理事会的议事、决策,选派了相关管理、科研、工程和实验人员到ITER组织工作,保障了我方在ITER组织中的发言权和各项权益。在知识产权方面,我方有权使用ITER计划工程设计阶段的技术成果,对ITER计划实施中产生的知识产权,平等享有获得许可使用的权利。在采购分配方面,我方承担的采购包任务有利于集中人力、物力、财力掌握ITER计划的核心技术,有利于提高我国超导技术、稀有金属材料技术、高温高电压技术等众多领域的研究开发和制造能力。

  例如,在共享知识产权方面,ITER项目的核心知识产权规则体现的总体原则是,尊重各成员方及国内实体的原有知识产权,共享ITER项目实施过程中新增知识产权。“中国在ITER计划建设中的投入占总额的10%,其中约80%以实物方式(即制造、提供ITER装置部件)投入,约20%以现金方式投入。但中国通过参与该项目,将享有项目产生之后全部知识产权和相关技术资料。最关键的是,我们将培养、锻炼一批能够掌握和利用这些知识产权的科学研究和工程技术人才。”罗德隆告诉记者。

  ITER计划进展和中国的脚步

  “目前ITER装置建设已经从前期准备逐步转入具体实施阶段,我国已与ITER组织签订了5个采购安排协议”

  据介绍,自2007年ITER国际聚变能组织(简称ITER组织)成立两年多来,组织结构逐步完善。到目前,共有来自ITER七方的458名国际职员在ITER总部工作。

  ITER组织成立后开展了全面设计评估,从ITER装置的安全和实现其最终科学和技术目标出发,对以往的设计提出了不少修改意见,对这些修改进行了系统的评估和评价。目前,ITER组织已经按计划与ITER七方签署了超过1/3的采购安排协议,并监督各方制造任务的落实。与这些已经签署的采购安排协议相关的ITER部件的制造商认证已经或正在进行。ITER组织已经制订了ITER项目实施的进度、预算、质量管理和风险评估的一系列管理标准,目前ITER装置建设已经从前期准备逐步转入具体实施阶段。

  为切实履行我国承担ITER计划的权利和义务,2007年2月,我国批准设立ITER计划专项,全面参与ITER组织决策和管理。

  按照ITER计划谈判结果,我方承诺承担的12个采购包制造任务(即实物贡献)约占建造阶段我国总贡献的80%。截至今年5月,我国已与ITER组织签订了5个采购安排协议(PA),涉及环向场线圈导体、极向场线圈导体、校正场线圈、磁体支撑以及磁体馈线和校正场线圈导体等采购包,接近我方承担的采购包任务的50%;并与国内相关科研机构和企业签订了环向场(TF)认证导体、导体集成和超导股线等采购包制造任务采购制造合同。

  以参加ITER计划为契机,在国务院相关部门的支持下,ITER计划专项国内配套研究也于2008年启动。到目前已经批准立项32个研究项目,研究内容涉及聚变堆的概念设计、波加热、聚变材料、TBM、混合堆概念设计以及相关等离子体理论和实验研究等众多研究领域。

  据罗德隆透露,第六届理事会将审核ITER计划的核心文件——ITER计划基准。该基准作为ITER计划的纲领性文件体系,囊括了ITER计划总进度、总费用、技术规格书和项目管理在内的几千个文件,是今后ITER计划执行的基础。本届理事会还将讨论ITER组织高层管理和组织结构、相关工作进展和工作计划等重大问题。(本报苏州6月15日电) 



 

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