北京
11月22日，中核集团核工业西南物理研究院传出消息，全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）的核心部件——被喻为ITER“防火墙”的增强热负荷第一壁，完成首件制造。其核心指标显著优于设计要求，具备了批量制造条件。这标志着中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术，实现该项核心科技持续领跑。
探索开发聚变能源的ITER，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国7方共同参与建造，被誉为全世界最大的“人造太阳”，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。我国承担了其中约9%的任务。增强热负荷第一壁直接面对芯部1亿摄氏度高温等离子体，是ITER最关键的堆芯部件，涉及聚变堆建设的核心技术。此前，中国掌握的该项技术率先通过国际认证。
国际热核聚变实验堆（ITER）增强热负荷第一壁首件。受访者供图
科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆表示，我国“第一壁”团队多年来付出巨大的努力，做了大量卓有成效的研发工作，取得了巨大成就，在这些工作中，我国不仅自主掌握了工艺原理并突破技术，也为ITER计划提供了重要的“中国智慧”和“中国方案”。
什么是人造太阳？
所谓的“人造太阳”是一种通俗的说法。太阳之所以能够持续发光发热，是因为时刻发生着核聚变反应。在不加约束的情况下，核聚变往往是剧烈而不可控的。长期以来，实现可控核聚变，为人类的发展提供源源不断的能源是人们的愿景。
托卡马克是进行可控核聚变研究的主流装置，利用强磁场把上亿摄氏度的等离子体长时间控制在真空容器里，并使聚变反应稳定持续地进行。由于它产生能量的原理与太阳相似，也被人们形象地称为“人造太阳”。ITER计划的托卡马克装置将成为世界上最大的托卡马克装置。
什么是ITER计划？
国际热核聚变实验堆计划简称ITER计划，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。自1985年首次提出ITER的想法以来，成千上万的工程师和科学家为ITER的设计做出了贡献。
中科院合肥研究院供图
该计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望，旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索核聚变技术商业化的可行性。
ITER不会发电，但是它将解决关键的科学和技术问题，被视为“当今专注于等离子体物理研究的核聚变机器和明天的核聚变电厂之间的实验步骤”。
根据ITER计划此前发表的公报，通过对项目进展的评估，托卡马克装置有望在2025年首次开机，这也是ITER数十年运行计划的第一步。氘氚聚变实验预计于2035年开始。
我国有哪些“人造太阳”？
中国新一代“人造太阳”装置（HL-2M）
中核集团核工业西南物理研究院自主设计、建造的新一代“人造太阳”装置（HL-2M）于2020年12月4日建成并实现了首次放电。
图源：新华网客户端
等离子体电流强度是托卡马克核聚变装置的核心参数，等离子体电流达到100万安培（1兆安）是其实现聚变能源的必要条件。
2022年10月19日，HL-2M等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。
全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）
全超导托卡马克核聚变实验装置（中文名为东方超环，简称EAST），是中国科学院等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置，是世界上第一个实现稳态高约束模式运行且持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。
科研人员对EAST内部进行升级改造。图源：潇湘晨报
据了解，东方超环装置运行10多年来，先后实现了1兆安、1.6亿度、1056秒的等离子体运行，通过开放共享的建制化管理模式，全面实现了EAST设计参数指标，在稳态等离子体运行的工程和物理上继续保持国际引领。
来源：科技日报
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