科普: 国际热核聚变实验堆为“何方神物”?

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新华社北京7月29日电(记者冯玉京)国际热核试验反应堆(iter)重大项目启动仪式28日在法国举行。这一次，ITER托卡马克装置的安装工程启动，引起了全球的关注。那么什么是iter项目？什么是托卡马克装置？中国在iter项目中扮演了什么角色？

问:什么是iter项目？有什么意义？

答:国际热核试验反应堆计划(简称iter计划)是世界上规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同实施。自从1985年首次提出iter的概念以来，成千上万的工程师和科学家为iter的设计做出了贡献。

该计划承载了人类和平利用核聚变能源的美好愿望，旨在模拟太阳照射和加热的核聚变过程，探索核聚变技术商业化的可行性，对从根本上解决人类面临的能源问题、环境问题和社会可持续发展问题具有重要意义。

Iter将不会发电，但它将解决关键的科学和技术问题，它被视为“今天专注于等离子体物理研究的核聚变装置和明天的核聚变发电厂之间的一个实验步骤。”

问:什么是托卡马克装置？

答:托卡马克装置是一种利用磁约束实现受控核聚变的环形装置。它的中心有一个环形的真空，周围有一个线圈。通电后，会在其中产生巨大的螺旋磁场，并将其中的等离子体加热到很高的温度，从而达到受控核聚变的目的。

术语“托卡马克”来源于俄语缩写，指的是“带有电磁线圈的环形真空腔”。托卡马克最初是由苏联研究机构在20世纪60年代末开发的，现在它已经被全世界采用，成为最有前途的磁约束核聚变装置。国际热核聚变实验堆计划的托卡马克装置将成为世界上最大的托卡马克装置，是目前运行中的最大托卡马克装置的两倍，其等离子体反应室是目前运行中的最大托卡马克装置的十倍。

问:什么是核聚变？

答:核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些恒星核心的巨大热量和重力作用下，氢原子核相互碰撞，聚集成较重的氦原子，在这个过程中释放出大量能量。

20世纪的聚变科学确定，实验室环境中最有效的核聚变反应是两种氢同位素氘和氚之间的反应。实验室聚变必须满足三个条件:极高的温度、足够的等离子体粒子密度和足够的时间限制。在托卡马克装置中，在极高的热和压力的影响下，气态氢燃料变成等离子体，这为氢原子进行核聚变并产生能量创造了条件。

问:iter的下一个里程碑是什么？

答:根据国际热核聚变实验堆项目此前发布的公告，托卡马克装置预计将于2025年首次启动，这是国际热核聚变实验堆几十年运行计划的第一步。氘氚聚变实验预计于2035年开始。

问:中国扮演了什么角色？

答:中国自2006年以来一直参与国际热核聚变实验堆。作为七个成员之一，中国承担了国际热核聚变实验堆设备采购总量的近10%。中国科学院等离子体物理研究所是承担中国任务的主要单位。自2009年以来，它主持了超导导线、校正场线圈、磁馈系统等的制造任务。目前，大多数购买的包装组件已经完全本地化。

2019年9月，以CNNC为首的中法财团团队正式与国际热核聚变实验堆(iter)签署了安装托卡马克装置的tac-1合同。作为本标段的第一个重要工程节点，iter杜瓦基座(托卡马克装置压力容器基座)的吊装工作已于今年5月28日完成。

来源：搜狐微门户