正文 第18章 新時代的引擎——核能(3)(3 / 3)

ITER總投資100億美元

ITER投資總額為100億美元,歐盟中的法國貢獻50%,美、日、俄、中、韓、印各貢獻約10%。根據協議,中國貢獻中的70%以上由我國製造所約定的ITER部件折算,10%由我國派出所需合格人員折算,需支付國際組織的外彙不到2%。

作為聚變能實驗堆,ITER要把上億度、由氘氚組成的高溫等離子體約束在體積達837立方米的“磁籠”中,產生50萬千瓦的聚變功率,持續時間達500秒。50萬千瓦熱功率相當於一座小型熱電站的水平。這將是人類第一次在地球上獲得持續的、有大量核聚變反應的高溫等離子體,產生接近電站規模的受控聚變能。中國的低溫強磁場超導技術將為國際合作提供技術保證。

ITER的建設、運行和實驗研究

ITER實驗研究是人類發展聚變能的必要一步,有可能直接決定真正聚變示範電站的設計和建設,進而促進商用聚變電站的更快實現。

ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托卡馬克。其中心是高溫氘氚等離子體環,其中存在15兆安的等離子體電流,核聚變反應功率達50萬千瓦。包層外是巨大的環形真空室。下側有偏濾器與真空室相連,可排出廢氣。真空室位於16個大型超導環向場線圈中。

環向超導磁體將產生5.3特斯拉的環向強磁場,是裝置的關鍵部件之一,價值超過12億美元。

穿過環的中心是一個巨大的超導線圈筒,在環向場線圈外側還布有6個大型環向超導線圈,即極向場線圈。中心螺管和極向場線圈的作用是產生等離子體電流,控製等離子體位形。

上述係統整個被罩在一個大的低溫保溫裝置中,坐落於底座上,構成實驗堆本體。整個體係還包括供電係統、氚工廠、供水係統、高真空係統、超導磁體及液氦低溫係統等。ITER本體內所有可能的調整和維修都是通過遠程控製的機器人或機械手完成。

國際核聚變堆超導磁體由中國承擔

1998年等離子體物理研究所EAST工程立項之後,希望獨立建造一個全超導的托卡馬克裝置。當時,外國同行不相信中國用2000萬美元能完成這樣的任務。國外研究者們曾以高傲的姿態談論中國技術,私下裏將中國的計劃稱為“Paper Work”。2003年中國加入ITER談判時,國際方麵專門派出一流的專家團對中國的核聚變研究能力做評估,參觀組裝部件和計劃之後,外國專家團評價說,“中國有能力進行超導托卡馬克的研究”。

現在中國承擔整個任務的12個部分。在96個采購包中,核心部分主要是超導磁體技術、中子屏蔽技術、交直流變流器和高壓設備。中國在這些部分都有自己的作為,分別承擔:铌鈦超導導體69%的項目、全部大型超導校正場磁體、全部超導饋線係統、40%的屏蔽塊以及10%的第一壁材料、62%的變流器和全部高壓設備等。我國首次在國際大型合作項目中承擔如此多的核心技術研發。中國科學家在高科技領域顯露出智慧和本領。

我們相信,通過國際社會通力合作,也許不用再等50年,人類將會真正降服核聚變這個魔鬼,製造出實用化“人造太陽”,使它在地球上冉冉升起,造福全人類。