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西物院聚变所所长钟武律:可控核聚变能源是解决人类能源问题的重要途径
发布时间:2023-05-18 16:06:41曹慧素来源:
搜狐科技讯
5月17日,由搜狐主办的2023搜狐科技峰会在北京盛大开幕。今年,搜狐科技峰会走入第五个年头,峰会规格和内容再次迎来重磅升级。本届峰会齐聚多位院士、科学家、学者和头部企业嘉宾,共同探讨前沿科学与科技变革发展。
峰会上午,中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所所长钟武律作了题为《磁约束可控核聚变点亮能源梦想》的演讲。
钟武律认为,能源不仅是百姓的生计之本,也是国民经济的命脉。能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题,对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长久治至关重要。
在钟武律看来,可控核聚变研究是人类历史上最具挑战性的课题之一。他表示,磁约束可控核聚变科学可行性已获证实。当今世界建成了超过100台聚变实验装置,在聚变等离子体物理科学技术问题研究方面取得了许多标志性成果。
据他介绍,我国磁约束聚变从上世纪50年代开始规划部署,已经走过原理探索、装置研究以及规模实验阶段,正逐步进入燃烧实验和实验堆阶段。
钟武律同时表示,核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类社会能源问题和环境问题的根本途径。“超过半个世纪的研究表明,开发可控核聚变能源的科学可行性已得到实验证实。”
可控核聚变未来可期。钟武律认为,可控核聚变能源是未来理想能源之一,是目前认识到的最终解决人类能源问题的重要途径。开发聚变能对我国经济社会发展、国防工业建设具有重要战略意义。
钟武律在搜狐科技峰会上发表主题演讲
以下为钟武律演讲全文:
尊敬的各位来宾,各位朋友,还有搜狐的网友大家上午好,非常荣幸有这样一个机会和大家分享关于所谓的“人造太阳”、可控核聚变研究的进展,以及未来的展望。
我们经常说开门七件事,“柴米油盐酱醋茶”。其中,这七个字里面,六个字和吃喝有关系,“柴”是唯一不能吃的,但是它放到了第一位。这也可以看,千百年来老百姓也认同“柴”在我们日常生活中的重要性。
“柴”可以理解为能源,能源是老百姓的生计之本;对于国家而言,能源是国家经济的命脉,是我们社会得以发展的重要物质基础。能源安全是关系到国家经济社会发展的全局性和战略性问题。
我们国家是一个富煤、贫油、少气的国家,且煤炭能源消耗占了60%的比重。我国要在2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”的“双碳目标”,我们迫切需要的是新能源和清洁能源,其中,核能是一种技术已经比较成熟的清洁能源。
对于核能来说,上世纪80年代时,我国就制定了核能发展三步走战略:热堆—快堆—聚变堆。热堆就是商用的核电站,最终一步是聚变堆,可控核聚变国家非常重视,国务院印发的2030碳达峰碳中和的方案当中,明确要加强可控核聚变颠覆性技术研究。未来双碳目标当中,核能和可控核聚变是重要的途径之一。
我们先来看可控核聚变,核能来自于核反应,核反应指的是两个原子核之间,或者是原子核和各种粒子之间,包括高能的中子、质子等等,它们相互作用,使得原子核发生变化,原子很小,但微小的原子蕴含巨大的能量。
我们通常说核反应可以分为两类,一个是核裂变,一个是核聚变。原子弹就是核裂变,而氢弹就是核聚变。要实现核聚变,通常可以分成三个实现方式,第一个是重力约束,第二个是惯性约束,另外一个则是磁约束。
从可控核聚变发展的进程来看,上世纪50年代,从最初的少数核大国进行秘密研究磁约束受控核聚变,到技术解密,再到世界范围开放合作。探索了箍缩、磁镜、仿星器等众多技术途径,寻求更高参数的“聚变三乘积“实现聚变点火条件。
1968年,苏联T3托卡马克装置获得1000万度以上、稳定环形高温等离子体,在全球核聚变界引起轰动,托卡马克逐渐发展成为主流技术路线。
当今世界建成了超过100台聚变实验装置,在聚变等离子体物理科学技术问题研究方面取得了许多标志性成果。
我国磁约束聚变从上世纪50年代开始规划部署,已经走过原理探索、装置研究以及规模实验阶段,正逐步进入燃烧实验和实验堆阶段。
我国的核聚变研究可以追溯到1958年,全国电工会议召开的时期。1965年,东北技术物理研究所( 原黑龙江原子核研究所 )与原子能研究所十四室合并,迁往四川乐山,称西南585所,现称核工业西南物理研究院。
西物院始建于1965年,是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院我国“热堆、快堆、聚变”核能发展三步走战略中聚变堆研发的核心单位。我国参加国际热核聚变实验堆(ITER )计划重要技术支撑单位。
还有中科院等离子体所建立了托卡马克装置HP6P,这个装置上面也取得非常多的成就,特别是在2021年到2022实现了1.2亿度温度、超过100秒。在基础物理研究取得重要突破,为未来超导聚变堆提供了支撑。国内还有其他的科研院所和高校,分别运行的磁约束核聚变装置等等。
我们的运行水平,包括产业化的国际化水平提升,以及在人才队伍上面,均取得很大的进展,特别是国内聚变人才培养力度不断加大,国外聚变领域的精英也不断回国效力。
未来可控核聚变还有哪些挑战?可控核聚变自上世纪50年代开始,不断迈入到燃烧实验堆的阶段,逐步从基础科学研究转向工程验证。可以看出,我们在原理探索、规模实验建设大量装置,未来以ITER为标志,可控核聚变转入到工程阶段。
对于中国而言,要加速推进我国聚变能开发的进程;另一方面通过国际合作加强国际交流,加速推进关键技术的突破;此外,中国也积极参与ITER建设,培养ITER运行和实验的专业化人才队伍,提高我们国家在国际聚变界的话语权;同时,我们也要自立自强,抢占聚变能开发的制高点,依托核工业体系,充分发挥新型举国,解决目前面临的问题。
最后我做个小总结,可控核聚变能源是未来理想能源之一,是目前认识到的最终解决人类能源问题的重要途径。开发聚变能对我国经济社会发展、国防工业建设具有重要战略意义。
此外,超过半个世纪的研究表明,开发可控核聚变能源的科学可行性已得到实验证实。以ITER为标志,磁约束聚变研究由等离子体实验与运行为主逐步走向发展聚变堆核工程与技术。
同时,世界主要核大国正积极开展聚变示范堆设计,布局开展示范堆关键技术研发,力争在本世界中叶实现商用国内外私营企业在聚变领域加大投资,开启了聚变发展的新篇章,抢占聚变能开发制高点。我们也要充分发挥新型举国体制优势,解决我国自主设计建造聚变堆所面临的关键问题,建立聚变能开发产业体系。
见证过5G商用元年及其应用的爆发,探讨过AI技术发展与人文价值的平衡,搜狐科技峰会始终秉持媒体公共责任价值,宣扬求知探索的科学精神,聚焦前沿科学发展和技术创新应用。
本届峰会全新升级,重点聚焦更前沿的科学突破,展望人类更遥远的未来。从宇宙文明、天文卫星、人类永生,到核聚变、6G通信、脑机接口,再到通用人工智能时代启幕下的行业变革,以及青年科学家的价值守望和基础科学探索,都将是此次峰会关注的议题。
赓续探索精神,逐梦星辰大海。除本篇外,搜狐科技还将通过多种方式全方位呈现此次峰会嘉宾关于前沿科学与技术发展的洞见和思考。更多精彩内容请关注2023搜狐科技峰会专题报道。
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