中国聚变工程实验堆研究进展学术报告会举办
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发布时间： 2021-01-14
11月20日上午，聚变堆总体研究室系列学术报告在我室会议室举行，万元熙院士为我们带来了一场题为“中国聚变工程实验堆研究进展”的精彩报告。
万元熙院士认为从托卡马克装置发展的历史来看，可以将其分成三个阶段。第一阶段的标志装置是前苏联的T-3。在1968年的IAEA大会上报道了T-3上的实验结果在世界范围内引起了巨大的轰动。T-3上的能量约束时间要远高于其他装置，由此引起了各国建设托卡马克的热潮，诸多实验也奠定了托卡马克作为主要磁约束聚变装置的基础。第二阶段的标志装置有TFTR、JT-60以及JET。上个世纪90年代末，在上述三个装置上产生了D-T聚变等离子体，并且实现能量增益因子Q接近于1的放电。这些实验验证了托卡马克作为磁约束聚变堆的可行性。ITER作为第三阶段的主要装置，其最主要的目标是实现D-T聚变反应的长时间自持燃烧。应该说，上述三个阶段更多的只是验证托卡马克作为一种磁约束聚变装置是能够产生高功率、高能量增益因子的反应堆。但作为实际使用的电站，除了要有高功率外，重要的是能够产生高的能量，因此要求未来的聚变反应堆能够实现长时间放电。CFETR的核心就是验证进行长时间聚变燃烧的可行性。 尽管CFETR的概念设计已取得重大进展，但CFETR的建造仍需要一段时间，需要科研人员们倾注更多的心血和智慧。作为可控核聚变的实验堆，CFETR的实现具有重要的历史意义。如果试验进展合乎预期，中国将可能成为世界上第一个掌握可控核聚变的国家，而人类社会发展受限于能源短缺的问题将被解决，我们期待这一天的早日到来。人类一直处在对科学的无止境追求旅程中，欢迎并渴望每一次的科学创新。磁约束聚变发展的四十年间，跨越了从T-3 到 ITER到FPP的里程碑。每一次的科技进展和科学创新，都是科研人员智慧和辛勤劳动的结晶，也是科研人员勇于探索未知领域、攀登科技高峰的成果。然而，任何一次创新都是历经从摸索到质疑、确定以及最终实现的过程，规划乃至建造CFETR无可避免地会经历这一过程。目前，科学界对CFETR的质疑主要集中在材料问题上。现有的聚变放电条件下会产生大量高能中子，这些中子会对材料产生巨大的影响，导致材料失去原有特性而不能继续工作。对此，万元熙院士解释说，CFETR现有的实验装置提供的中子通量要远小于未来聚变堆所产生的中子通量，因此CFETR的建立可以为下一步实验测试聚变材料提供了一个很好的平台。CFETR作为未来聚变反应堆的验证装置，其重要目标之一就是验证不同材料在聚变堆环境下的变化。 近几年，人类能源危机和环境污染日益严重，包括政府、科学界、社会等在内的人们共同关注并寻找着解决途径。与此同时，随着我国加入ITER计划，我国政府对磁约束聚变研究投入了大量的人力和物力，旨在提高国家在此方面的科研能力，推动寻求可替代清洁能源的研究，解决人类能源和环境污染问题。因此，国内磁约束聚变领域的研究取得了长足的发展。ITER虽然相对现有的大型托卡马克装置是一个巨大的进步，然而，其核心的定位是验证长时间氘-氚(D-T)反应自持燃烧的可行性。而这一目标距离最终的工程试验堆（DEMO）以及聚变电站（FPP）尚有几个重大的问题需要解决。“CFETR在氘-氚反应中氚燃料的提取、材料、偏滤器热负荷上等具体考虑了以上问题并给出解决方法。因此，CFETR的建设和运行将为之后的DEMO和FPP提供重要的测试平台。HL-2A、HT-7、J-TEXT以及EAST等托卡马克上取得一些列重要的的研究结果，这一过程中储备了大量的磁约束聚变人才，为CFETR的设计和建设提供了重要的保障”，万元熙院士如是说。 报告伊始，万元熙院士向大家介绍了中国聚变工程实验堆（CFETR）目前的研究进展：CFETR已确立了装置的科学和工程目标；确定了装置的总体布局和关键参数；在计算和核实工程可行性基础上完成了超导主机详细工程概念设计完成氚工厂，电源等分系统的初步概念设计；一些重要的R&D项目已经启动和取得进展等。
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