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“人造太阳”核安全部件:气体注入系统复合管道全部制造完成

4月10日,由中核集团中核二三承担的国际热核聚变实验堆(ITER)气体注入系统复合管道产品制造项目在广东惠州全部完成,最后一批产品将于近期运往法国。该项目的完成,是中核集团为ITER计划顺利推进以及积极应对全球气候变化、推动人类可持续发展贡献中国智慧、中国力量的具体体现。


“人造太阳”是可控核聚变装置的俗称,是全球核聚变人一代代接力奔跑,致力于照亮人类未来的终极能源梦想。ITER是规模仅次于国际空间站的国际大科学工程计划。

气体注入系统是“人造太阳”燃料注入的重要系统之一,主要用于为人造太阳装置提供等离子体运行、维护、控制和处理所需要的气体,被形象的称为输送气体的“大动脉”。

“人造太阳”气体注入系统复合管道不仅是最高的真空级别,而且作为核安全部件,需要严格的质量管控,技术要求也远高于目前国内的商业核电管道,对设计和生产制造提出了巨大挑战。

国际热核聚变实验堆是目前全球规模最大、影响最深远国际科研合作项目之一。由于核聚变所产生的巨大能量像太阳一样,因此被形象地叫做“人造太阳”,它也被认为是解决人类未来能源困境的理想能源。

“人造太阳”不是我们抬头就能看得到的太阳,毕竟真正的太阳相当于160万个地球大小,前者是立足于我们生活的地球发明的,这是一个国际热核聚变实验反应堆项目。“人造太阳”会释放出巨大能量,看起来非常亮的原因和太阳一样都是核聚变的过程,不过它们的“原材料”不同。太阳的热反应是将太阳中的氢转化为氦的过程,而“人造太阳”是使用氚和氘的氢同位素作为核聚变原料。

目前,全球范围内的可控核聚变技术运行记录暂时由韩国保持,制造的“人造太阳”在1亿摄氏度下能运行20秒的时间。合肥的全超导托卡马克聚变实验装置(EAST)目前也处在世界领先地位,技术和设备也是拥有完全知识产权的,如果定下的百秒运行试验能够如期完成,那将造福于中国乃至世界可控核聚变技术。

人造太阳是一项挑战难度极大的科学项目,最大的难处是要让设定的极端高温,与极低温,在近距离内“共同演绎新篇章”,这一过程涉及到数不胜数的零部件的精确安装调试,稍有差池,都会使之前所有的努力付之东流。


ITER气体注入系统是我国首次承接的涉氚采购包。ITER气体注入系统复合管道主要是为ITER装置提供等离子体运行、维护、控制和处理所需气体,同时为加热和诊断中性束提供氢气和氘气,为弹丸注入系统提供弹丸推进所需要的气体,并为聚变装置提供聚变功率紧急关闭功能。该系统是最高级别的真空部件,技术要求远高于目前国内的商业核电管道,对设计和生产制造提出了巨大挑战。

在中国国际核聚变能源计划执行中心的协助和推动下,中核二三联合核西物院、中科院合肥等离子体物理研究所等单位齐心协力,发挥各自优势,严格按照技术要求开展生产,按计划完成各批次生产制造工作,确保项目现场安装进度。