本文摘要：将于2035-2040年修建中国核聚变工程试验填，并启动核聚变样板填设计核聚变能具备资源非常丰富、固有安全性低、环境可接受性好等特点，是人类最理想的能源形式。

将于2035-2040年修建中国核聚变工程试验填，并启动核聚变样板填设计核聚变能具备资源非常丰富、固有安全性低、环境可接受性好等特点，是人类最理想的能源形式。上世纪80年代，我国制订了热堆-慢填-核聚变填三步走的核能发展战略，随后通过参与国际热核聚变实验填(ITER)，更进一步推展我国核聚变能源研究转入国际阵营。

中国核学会核聚变和等离子体分会理事长、核工业西南物理研究院(以下全称西物院)院长刘永日前在中国核学会2017年学术年会上透漏，我国在核聚变工程和科学方面的研究，早已由过去的跟跑、并跑完发展到现在某些领域的排在。而且，我国分担的ITER计划订购包在任务进展明显。

站上核聚变研究先进设备平台2006年11月21日，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方签订了ITER计划的牵头实行协议及涉及文件，白鱼联合修建一个超导托卡马克型核聚变实验填，探寻和平利用核聚变能发电的科学和工程技术可行性。据理解，ITER将沦为世界第一个电站级别的核聚变实验填，是最后构建磁约束核聚变能商业化必不可少的一步，这也是中国首次以公平伙伴身份参予的仅次于国际合作项目。据理解，目前国内专门从事磁约束可控核聚变研究的单位还包括西物院、中科院等离子体物理研究所、中国工程物理研究院等科研院所及一些高校。

其中，西物院和中科院等离子体物理研究所是中方参予ITER计划的主要分担单位;贵州航天新的力、西部超导、宁夏东方、合肥科烨等企业参予了ITER计划涉及部件、材料、工艺的研发和加工。核聚变研究是人类历史上最不具挑战性的课题之一，其基本原理就是将原子核聚变反应获释能量的过程慢化，并和平利用该能量。刘永说道，这项工程面对很大的技术挑战，我们研究了50年之久，主要因为它的构建条件很严苛，必须1亿度以上的高温、长时间约束在受限的空间中，并必须充足低的密度。

几十年来，我们主要就是解决问题如何将上亿度的高温等离子体长时间约束一起，让其能充份反应，解决问题核聚变谦和自燃的问题。尽管过程艰苦，我国在核聚变装置研发及实验方面仍获得了明显进展。

目前，具备一定国际影响力的磁约束可控核聚变主要研究设施(现役/开建)有EAST、HL-2A、HL-2M等。其中，在中国环流器二号A(HL-2A)装置上首次顺利构建稍滤器位形托卡马克运营和低约束模(H -模)静电。这一根本性科研成果，使我国在时隔欧盟、美国和日本之后，站上了核聚变研究的先进设备平台。作为中国磁约束核聚变实验研究史上具备里程碑意义的重大进展，这个成果同时标志着中国的磁约束核聚变科学和等离子体物理实验研究转入了一个相似国际前沿的崭新阶段。

在2016年的实验中，HL-2A首次利用无源间隔波导阵列(PAM)天线在H模条件下构建了低杂波耦合，为ITER较低杂波电流驱动天线设计获取了最重要数据。此外，今年7月3日，东方超环EAST构建了平稳的 101.2 秒稳态宽脉冲低约束等离子体运营，沦为世界上第一个构建稳态低约束模式运营持续时间超过百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。EAST在近两年大大提高装置能力，在找到先进设备稳态运营模式中起着最重要起到。

目前，EAST实验获得新进展，构建了仅有非感应器稳态H模运营的新纪录(大约50秒)、仅有非感应器稳态运营芯部约束提升、低电子温度的长脉冲运营小于100秒。出色完成ITER订购包在任务中国需要参与ITER，是因为过去50年我们奠定了很好的基础，这几年的进展堪称突飞猛进。

刘永说道。据理解，在科技部ITER中心的领导和组织协调下，西物院及中科院等离子体物理研究所充分发挥在核聚变装置乃至核聚变填及其部件研制方面的研究优势，凭借ITER的组织的充份尊重和较好交流，联合国内涉及优势企业进行了技术研制成功，我国分担的ITER订购包在任务进展成功，获得了一系列技术突破，成果令人瞩目。

比如，国内能无法获取ITER所用的超导材料?答案是认同的。通过这个项目，我们在超导材料方面几乎跑到了国际前列。

此外，校正场线圈等材料也是由中国全部分担。刘永说道。

再行如，在众多订购包中，西物院分担的第一壁通过了多轮模块制作及高温负荷试验考验，激光焊工艺等关键工艺通过了IO(ITER国际的组织)证书;ITER中子屏蔽模块订购包在(SB)目前已转入国内供应商加工生产阶段，西物院负责管理包层屏蔽模块技术;西物院还分担全部ITER磁体承托任务，基于ITER GS承托结构展开优化设计和分析而明确提出的新设计方案，获得了ITER接纳。ITER计划的实行造就了国内涉及学科和产业的发展，其科学与工程目标是几乎未来将会超过的。刘永评价。

按照ITER计划工程进度决定，2025年要产生初始等离子体，2035年构建氘氚静电。目前，我们希望的方向是，使核聚变填的过程需要再行快一点。

刘永说道，中国的核聚变能发展路线图已初见端倪，我国将为谋求早日竣工核聚变填、首度构建核聚变能不懈努力。2035-2040年，我国将修建中国核聚变工程试验填CFETR，并启动核聚变样板填DAMO的设计，为本世纪中叶在我国独立自主大规模建设凝变电站奠下扎实的科学技术基础。刘永回应，核聚变填目前仍面对关键技术挑战。核聚变填将在高品质和低参数(低的等离子体温度、密度)条件下运营，产生持续平稳的氘氚聚变反应和核聚变能量输入，这仍然是核聚变研究的核心内容之一。

在使用怎样的运营模式和运营参数、如何保持平稳的自燃等离子体、构建与外围的工程部件互相相容、保证装置安全性等方面，一些关键物理和技术挑战仍尚待更进一步研究。

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