簡介
中國聚變工程實驗堆(CFETR)是中國自主設計和研製並聯合國際合作的重大科學工程,是中國在全面消化吸收國際熱核聚變實驗堆(ITER)相關技術的基礎上,預先開展下一代超導聚變堆研究的重大項目。
CFETR項目於2017年12月5日在合肥正式啟動工程設計,中國核聚變研究由此開啟新征程。該項目將推動合肥綜合性國家科學中心能源科學領域和核能創新平台的快速建設。
CFETR項目由中國科學技術大學承擔集成工程設計研究,將從人才培養、人力物力等方面給予全力配合支持。
目標計畫
中國聚變工程實驗堆(CFETR)計畫分三步走,完成“中國聚變夢”。第一階段到2021年,CFETR開始立項建設;第二階段到2035年,計畫建成聚變工程實驗堆,開始大規模科學實驗;第三階段到2050年,聚變工程實驗堆實驗成功,建設聚變商業示範堆,完成人類終極能源。
原理
中國聚變工程實驗堆(CFETR)按照太陽內部熱核聚變的原理,設計建造可控的“人造太陽”,解決人類能源危機。
太陽的光和熱,來源於氫的兩個同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。
“人造太陽”就是模仿這一過程,通過可控熱核聚變的方式,帶來源源不斷的清潔能源。目前,人類核電站所用的是“核裂變”能源。而核聚變釋放的能量比核裂變更大,其放射性污染等環境問題也少。如氘和氚之核聚變反應,其原料直接取自海水,來源幾乎取之不盡,因而是比較理想的能源取得方式。
設計研究
合肥的科學家們在研究聚變能源上一直走在世界前列,國家大科學裝置、世界上第一個全超導托卡馬克(EAST)東方超環就坐落在合肥科學島上。2017年夏季,東方超環實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束電漿運行,創造了新的世界紀錄。
同為核聚變裝置,不過全超導托卡馬克(EAST)是實驗裝置,主要用作研究。而中國聚變工程實驗堆(CFETR)是將研究走向實用化,以實現聚變能源為目標,直接瞄準未來聚變能的開發和套用,將建成世界首個聚變實驗電站。
中國曾在2006年加入國際熱核聚變實驗堆(ITER)建設,在這一過程中,科學家們自主建設創新,展開高水平研究。規劃建設中的中國聚變工程實驗堆(CFETR),將是中國自主設計和研製,並聯合國際合作的重大科學工程。
其中,中國科學技術大學承擔的是CFETR集成工程設計研究環節,將從人才培養、人力物力等方面給予全力配合支持。在核工程領域,中科大有院系專門培養學生,每年大約有70名左右的本科生畢業。未來將成立一個相對獨立的設計研究院,為CFETR集成工程設計研究保障人力物力。
意義
中國聚變工程實驗堆(CFETR)的實施,將推動中國走向世界核聚變領域的中央,並成為代表中國參與全球科技競爭與合作的重要力量,使中國跨入世界聚變能研究開發先進行列,對解決能源危機問題具有重要意義,計畫在2050年實現核聚變商業化,完成人類終極能源。