核心部件闪耀“四川光芒”

全球最大“人造太阳”开启总装

当地时间7月28日上午，位于法国南部卡达拉舍的国际热核聚变实验堆（ITER）总部，托卡马克装置总装工程启动仪式举行。托卡马克是进行可控热核聚变的主流装置，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”。这个高30米、直径28米的装置，建成后将成为全球最大、最复杂的托卡马克装置。

这个当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程项目中，不乏“四川造”身影——不管是关键部件研发制造，还是总装工程，中核集团核工业西南物理研究院等四川力量作出巨大贡献。

攻克多个难题

第一道防火墙是“四川造”

ITER是在全世界60多年来聚变研究经验基础上设计的，建设前期合作过程就像拼乐高，多国分别承担“人造太阳”部件的研制（采购包）任务，完成“乐高模块”制作。模块就位后，再装配成有机整体。

在部件制造阶段，中国承担了9%的研发任务，基本覆盖了ITER核心部件的研发。核西物院有50多年的核聚变装置研究、设计、建造和运行经验，成为中国参与ITER计划的主要技术支撑单位之一。

该院牵头承担了包括托卡马克的屏蔽包层模块及第一壁、辉光放电清洗与气体注入系统、ITER的磁体支撑结构，ITER产氚实验包层模块等核心核工程部件的研制任务，并联合东方电气集团等大批四川和国内相关企业和研究机构在聚变堆材料、部件及核心关键技术方面取得多项突破。

第一壁是核聚变反应的第一道防火墙，也是核聚变最关键的技术之一。运转中，核聚变装置内部的温度将高达几亿摄氏度。在实验室内，记者见到了ITER屏蔽包层采购包负责人谌继明，据他介绍，这个部件最核心的技术是铜、不锈钢、铍三种材料冶金结合的连接技术。三种材料的焊接方式各不相同，要完美焊接在一起，对焊接要求极高。“团队经过14年努力，终于攻克该难题。”2016年12月，我国研发的第一壁半原型件率先通过国际权威机构认证。

另一个采购包项目则事关ITER装置的整体运行稳定性。据ITER磁体支撑产品项目负责人李鹏远介绍，这是ITER重要结构安全部件之一，负责支撑整个热核聚变实验堆的核心装置。磁体支撑不仅承载着1万吨的磁体系统重量，还要承受极端条件下恶劣的工作环境。ITER磁体支撑首批部件已于2018年完成交付。

中标金额最大合同

将为“人造太阳”装心脏

正在进行中的辉光放电清洗系统和气体注入系统项目同样事关重大。项目负责人李波介绍，这两套系统，承担了ITER的器件清洗和燃料气体输入的重任。

核西物院还参与了ITER装置总装工程。2019年9月，中核集团牵头的联合体成功中标ITER计划迄今为止金额最大的工程合同——ITER主机安装一号合同（TAC1），它的内容包含了ITER装置核心部件安装工程，重要性相当于人体心脏。这也是有史以来，中国企业在欧洲市场中标的最大核能工程项目合同。核西物院作为TAC1项目主要技术支持单位之一，向联合体派出专家，为安装工程提供重要技术保障，并负责部分特殊安装工艺实施。

ITER装置预计在2025年首次实现等离子放电并进入运行阶段。

新闻延伸

为什么需要“人造太阳”

近年来，能源危机日益凸显。寻找未来能源，科学家们将目光投向了太阳。太阳之所以能够持续发光发热，是因为它时刻发生着核聚变反应。要在地球上可控地实现核聚变反应、直接获取能量的条件非常苛刻。科学家们想出巧妙方法：用强磁场——建设大型受控热核聚变实验装置，让聚变后产生的上亿摄氏度的等离子体，长时间内“老实地呆在容器里”，使聚变反应稳定持续地进行。托卡马克，就是这个容器。

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