热核聚变:人类的飞跃
返回到目录热核聚变已进入科学和能源领域的实际议程。俄罗斯和中国是最大的国际项目 ITER 的关键参与方。与此同时,两国都在发展各自的国家聚变计划。以下为该领域成就与挑战的介绍。
发展热核聚变是俄罗斯的优先方向之一。俄罗斯总统弗拉基米尔·普京在去年的一次讲话中指出,受控热核聚变领域的工作可以实现”国内经济乃至整个人类文明发展的质的飞跃”。
俄罗斯与中国、美国、欧盟、印度、韩国和日本一起,参与建造正在法国建设的最大实验性热核聚变反应堆 ITER。该项目旨在展示在工业规模上利用聚变反应的可能性,并验证未来建造聚变能源反应堆的技术方案。俄罗斯为该项目的实施做出了至关重要的贡献,承担着 25 个最复杂的高科技设备系统的制造和交付任务。俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)的私营机构 “ITER项目中心” 履行俄罗斯 ITER 国家机构的职能,负责确保俄罗斯对该项目的实物贡献。
中国也是 ITER 项目的关键参与方之一。中国科学院等离子体物理研究所副所长徐国盛去年在莫斯科的世界原子能周上发言时强调了国际合作的重要性:”中国非常荣幸能参与 ITER 项目。我们已经成功获得等离子体并长时间维持,到2028年我们期望取得更大的成就。中国不仅是项目的一部分,还积极参与联合研究,开发新技术。我们相信热核聚变将很快获得强劲动力,而国际合作在其中发挥着关键作用,”徐国盛指出。
俄罗斯也在积极发展国家聚变计划。该国拥有数座运行中的托卡马克装置:特别是 T-15MD、T-11 以及球形托卡马克 “Globus-M2″。在俄罗斯国家原子能公司的核心大学 —— 国立核研究大学 MIFI 中,运行着教学演示装置 MIFIST。
俄罗斯聚变计划的核心倡议将是建造新一代聚变装置 —— 具有反应堆技术的独特托卡马克(TRT)。它将成为聚变能源装置的原型。TRT 的主要任务是验证将构成聚变能源基础的技术和科学流程。TRT 的建造以及俄罗斯在受控聚变方面的其他研发工作,均在”聚变能源技术”联邦项目框架下获得政府支持。该联邦项目隶属于去年启动的”新型核能与能源技术”国家技术领先项目。

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聚变领域的最新成就和挑战按照惯例在国际兹韦尼哥罗德等离子体物理和受控热核聚变会议上进行讨论 —— 这是全球聚变界最重要的活动之一。今年三月,该会议在俄罗斯举行了第 53 届。
“热核聚变是俄罗斯国家原子能公司与国内所有顶尖研究中心合作的优先发展方向之一。我们拥有深厚的传统、丰富的积累和知识、以及在实施包括参与最大国际项目ITER在内的最具创新性的聚变项目方面的巨大经验。如今,我们正在国家项目框架下发展国内聚变计划,建设国家聚变研究基础设施,” 俄罗斯国家原子能公司总经理阿列克谢·利哈乔夫在会议上发言时说。
俄罗斯国家原子能公司 ITER 项目中心主任阿纳托利·克拉西利尼科夫(Anatoly Krasilnikov)指出,ITER建设取得了实质性进展。”项目正稳步进入冲刺阶段。1 月底,ITER 建设现场已大幅提前安装了第四个真空室扇区。作为该项目的关键合作伙伴,我们在为未来巨型装置制造和交付组件方面也取得了无可争辩的成就,” 阿纳托利·克拉西利尼科夫指出。
ITER 国际组织代表亚历山大·阿列克谢耶夫(Alexander Alekseev)分享了 ITER 建设的详细情况。2023 年,在组装真空室扇区时出现了问题,设备被送去维修。据亚历山大·阿列克谢耶夫介绍,九个真空室扇区模块中的四个已经修复并安装在反应堆大厅中。几个关键系统 —— 供电、冷却和低温装置的调试工作即将完成。所有极向场和环向场线圈以及中心螺线管模块等众多重要组件已运抵施工现场。
俄中合作
俄罗斯国家原子能公司总经理阿列克谢·利哈乔夫强调,在聚变研究领域,世界各国的科学家”注定要进行最深层次的科学合作”。来自不同国家的聚变研究人员密切交流、互相学习,而且这种合作已超出了 ITER 项目的范围。
“我们与中国有着非常好的关系,” 阿纳托利·克拉西利尼科夫在接受俄罗斯国家原子能公司行业刊物《俄罗斯原子能国度》采访时分享道,”俄罗斯国家原子能公司与中国科技部和中国科学院的合作协议正处于最后协商阶段。中国同行正在建造 BEST 托卡马克。这台超导装置将拥有 200 兆瓦的聚变功率。BEST计划明年启动。当然,我们对参与这一独特项目非常感兴趣。”

