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[安徽日报]携手点燃“终极能源”梦想

11月24日,燃烧等离子体国际科学计划项目在合肥宣布正式启动;紧凑型聚变能实验装置BEST研究计划也同步面向国际聚变领域启动。来自法国、英国、德国、意大利等10多个国家的聚变科学家齐聚,共同签署了《合肥聚变宣言》,呼吁加强国际合作,共同推进聚变能源研发。

这两项国际合作既为全球核聚变研究按下“快进键”,也让世界看到,合肥这座汇聚全超导托卡马克装置EAST、聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT等装置和平台的创新之城,已崛起成为国际聚变研究的重要基地。

“人造太阳”正在这片创新的热土上冉冉升起。

解决下一个更有挑战的难题

核聚变,是一种理想的清洁能源,其原理与太阳发光发热的机制相同。在太阳内部,高温高压的环境使得氢原子核能够融合成氦原子核,释放出巨大的能量。如果人类能够在地球上实现核聚变,那么将获得一种几乎无限且清洁安全的能源。

经过国际聚变科学界数十年的合作与发展,聚变研究取得了一系列重大突破。今年年初,中国“人造太阳”EAST装置再创世界纪录,实现亿度千秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行;聚变堆主机关键系统综合研究设施项目CRAFT稳步推进,一项项关键子系统逐步验收……

当下,聚变研究依然面临诸多重大挑战,需要凝聚全球科学家的智慧与力量,开展更为务实、更为紧密、更为开放的国际交流与合作。

“EAST装置主要是做稳态等离子体,是让等离子体实现长脉冲稳态运行的一个实验装置。过去20多年,我们已经进行了15万次放电,通过与美国、韩国等合作,解决了在稳态状态下,控制等离子体的难题。”中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,BEST研究计划是要解决下一个更有挑战的难题——实现等离子体的氘氚自持燃烧。这是聚变工程研究的关键,意味着核聚变像“火焰”一样,由反应本身产生的热量来维持,是未来持续发电的基础。

共同推进核聚变研究

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所牵头发起燃烧等离子体国际科学计划,中欧聚变研究团队面向全球共同发布BEST研究计划,这两项计划将通过设立开放科研基金、组织国际学术会议、搭建联合实验平台、吸引外籍人才来华合作、建设国际化人才队伍等方式,进一步整合国际聚变领域的合作资源,用国际聚变科学家的智慧力量研究聚变物理前沿问题。

BEST装置作为我国下一代“人造太阳”,承担“燃烧”使命。根据研究计划,该装置建成后将进行氘氚燃烧等离子体实验研究,验证其长脉冲稳态运行能力,力求聚变功率达到20兆瓦至200兆瓦,实现产出能量大于消耗能量,演示聚变能发电。

“BEST研究计划将开启燃烧等离子体物理研究,这对于聚变研究来说是非常关键的一步,计划的发布也彰显了国际科学家共同推进核聚变研究的协作精神。”法国原子能委员会磁约束聚变研究所所长布卡洛西表示,近二十年来,多次来到合肥开展学术交流,能在这里见证顶尖设施的飞速发展,深感荣幸,也期待未来能够开展更多合作。

“自核聚变研究诞生之初,这项领域就是跨国界的协作事业。由于其复杂性,必须通过跨国界、跨实验室、跨机构的深度合作才能攻克这一重大难题。”国际核聚变领域资深专家、英国著名科学家艾伦·科斯特利认为,目前,聚变实验装置已能产生聚变能量,但尚不足以满足全球人类的能源需求,通过研发的稳步推进,未来几十年内将实现这一重要突破。

国际聚变研究的重要基地

当天,十多个国家的聚变科学家共同签署了《合肥聚变宣言》,倡议开放共享与合作共赢,鼓励聚变领域的科研人员到合肥开展聚变合作研究,共同开创聚变能源的美好未来,实现人类的终极能源梦想。

为什么在合肥开启“聚变之约”?

“经过半个世纪的创新积累和蓬勃发展,合肥科学岛成为国际聚变研究的重要基地。拥有全超导托卡马克装置EAST等大科学装置,还有正在建设、将面向世界开放的实验平台——聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT,这些装置和实验平台是解决前沿技术难题的利器。”宋云涛说,想要更好地发挥大科学装置集群作用,需要全球聚变领域的科学家手拉手、肩并肩共同合作,携手解决聚变能面临的科学和工程问题。

开放合作,才能让聚变研究行稳致远。围绕大科学装置建设运行,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所已与50多个国家120余家科研机构建立了稳定的合作关系,托卡马克装置成为开放共享大科学装置标杆,入选全球研究基础设施高官会、国际经合组织和金砖国家大科学装置开放目录或典型案例。

合肥科学岛还深度参与国际热核聚变实验堆ITER计划近20年,是ITER中国工作组重要单位之一。ITER组织对此给予高度赞誉,称其为该计划的顺利推进作出了重要贡献。

“早在ITER项目启动之初,这种多方合作模式就已形成,从那时起,秉持着协作精神,多方在紧密配合的合作框架下持续推进聚变研究。”布卡洛西表示,如今,《合肥聚变宣言》不仅延续了这一合作传统,更将推动现有成果向更高水平发展。可以说,这种持续协作的模式对核聚变技术的成功应用至关重要。

从EAST装置一次次刷新纪录地稳态运行,到BEST计划向燃烧等离子体发起挑战,再到CRAFT设施为未来聚变堆铺就基石,合肥科学岛以其扎实的技术积累和开放的胸怀,成为全球聚变研究版图的一块重要拼图。站在新的起点,合肥将与全球伙伴一道,共同迈向开发聚变能源的新征程。