加快聚变工程化和商用化进程

聚变能研究展开新故事

■ 本报记者 鹿嘉惠

版次:08  2024年04月26日

太阳为什么能够持续发光发热?因为它的内部时刻都在发生着核聚变反应。核聚变反应,具体来说是指氘、氚这两个氢原子,结合成氦等较重的原子核并放出巨大能量的过程。

随着能源短缺问题的凸显,获得像太阳能一样取之不尽、用之不竭的可持续清洁能源,一直是人类的梦想。

在合肥西郊的董铺水库上,有一座面积不足3平方公里的半岛——科学岛,岛上的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)正模拟太阳内部的核聚变反应,进行着一轮又一轮实验。历经10余年、12万多次实验,2023年,EAST装置成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,创造新世界纪录。

不远处,另一个研究聚变能源的大科学装置——紧凑型聚变能实验装置正如火如荼地进行建设。新一代装置将使用真实的原料氘和氚进行可控核聚变反应,这意味着我们离实现“人造太阳”的梦想更近了一步。

“为加快我国聚变工程化和商用化进程,去年1月,该装置正式开工建设,目前,正在按照计划稳步推进。”聚变新能(安徽)有限公司副总经理刘志宏介绍,该装置是基于前期50余年磁约束相关技术的积累进行研制,由聚变新能公司牵头推动建设。

聚变新能(安徽)有限公司位于合肥中安创谷科技园,是由政府、研究机构、社会资本共同组建的创新综合体。“这是建设大科学装置的一种创新方式,以往大科学装置基本由国家统筹布局,新一代装置的建设则是企业牵头。”刘志宏告诉记者,通过构建“科研院所+商业公司”伙伴模式,能充分发挥科研院所在聚变研发领域的深厚技术积淀,以及商业公司灵活高效的商业运作机制和研发投入的资金优势。

刘志宏说:“有了灵活的机制,公司能吸纳更多海内外优秀聚变工程技术人才和项目管理人才,整合国内外聚变供货方优质资源,让聚变关键部件自主研发能力迈向新的台阶。”

当前,新一轮科技革命和产业变革进程加快,国外多个国家纷纷前瞻部署可控核聚变技术和产业布局,抢占未来能源赛道发展先机,磁约束核聚变科技创新已成为大国博弈的重要战场。我国在聚变领域的物理研究和工程技术方面已处于世界第一方阵,但仍面临重大挑战和激烈竞争。

加快新一代装置建设,将推动可控核聚变技术由科学实验阶段,逐步提升至高成熟度的工程应用和商业应用水平阶段,实现聚变能源有效商业利用。这是我省前瞻谋划聚变能商业应用的重要一步。

近年来,我省坚持“科创+产业”双轮驱动,加快推动聚变能源科创引领高地建设,去年11月,建立了聚变产业联盟,联合多家单位携手加快聚变关键核心技术攻关,加快布局聚变能源装备、零部件、后市场全产业链。组织实施聚变点火关键核心技术攻关省科技重大专项,瞄准燃烧等离子体装置点火目标,开展长脉冲稳态运行、先进诊断及氚燃料循环与安全三个方向关键技术攻关。

“作为聚变产业联盟的发起单位之一,公司依托等离子体所磁约束核聚变研究技术优势,着力推进超导、低温、太赫兹、等离子体应用等聚变技术成果加速转化和产业布局,该联盟会员单位已从去年的60余家发展到现在的100余家。”刘志宏表示,今后,将携手更多聚变领域的上下游企业、科研院所,加快聚变成果转化和产业集聚发展,为安徽打造科创高地注入新动能。