【新浪科技综合】本世纪最雄心勃勃的“人造太阳”项目,中国有几分话语权?新浪科技综合2020-08-03 16:52:140阅( 二 )

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图5/12出席ITER计划第三次部长级谈判会议的时任科技部刘燕华副部长与相关成员方代表草签ITER计划《联合实施协定》 。
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图6/12【【新浪科技综合】本世纪最雄心勃勃的“人造太阳”项目,中国有几分话语权?新浪科技综合2020-08-03 16:52:140阅】ITER计划七方:中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国正式签署ITER计划《联合实施决定》 。
这是中国以平等身份参加的最大国际科技合作项目 。 其中 , 中国承担了大概9%的采购包研制任务 , 包括了磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统、包层第一壁等18个采购包 。
“激将法”逼出的创新
对参与谈判的中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆来说 , 2003年到2006年的日历表上 , 写满艰难、曲折 。 “因为这是我国第一次以平等的身份 , 从一开始设计游戏规则的时候就介入 , 对我们来说 , 这是新的尝试 , 所以每个谈判小组都认真地研究文件 , 认真考虑如何能够最大化地保护我们的国家利益 , 每次谈判前都是加班加点去讨论这些议案 , 讨论如何去制定高案低案 , 如何去把这个谈判组织好、谈好 。 ”
罗德隆回忆 , 当时团队的一致意见 , 首先要拿下超导采购包 , 因为ITER是磁约束聚变装置 , 超导材料是非常核心的内容 。 尽管能不能做出来 , 当时大家心里没底 。
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图7/12TF导体样品及装箱后的TF导体
作为世界在建的最大、最复杂的托卡马克装置 , ITER体积接近北京天坛祈年殿的尺寸 , 高30米 , 直径30米 , 重达2.3万吨 。
虽然我国有多个托卡马克装置 , 但ITER不是简单放大 , 而是需要从整体设计、技术和材料等各个方面 , 解决全新的关键问题 。 但即使是以往小型托卡马克装置 , 我国一直使用的也是进口的超导材料 。
“自己能做的一定要自己做 , 自己不能做的想办法通过创新也要自己做 。 ”罗德隆说 , 这是中国在参与ITER计划中 , 一直坚持的理念和原则 。
ITER需要的这种超导股线 , 需要在0.8毫米直径内拉出上万根细丝 , 最关键的是 , 这样精细的超导线圈 , 最短长度达1公里 。
一方面倡导立足国内研发 , 另一方面为保证项目进度 , 罗德隆使用了“激将法”:建议承担任务的西部超导材料科技股份有限公司买一点进口的超导材料备用 , 理由是为了做对比验证 。 如果公司在一定时间内研制不出来 , 考虑到项目进度因素 , 就需用进口材料进行相关认证活动;但如果认证用了进口材料 , 后续生产也必须用进口材料 。
“激将法”让超导公司研发团队感到了巨大压力 。 最初 , 顶多拔一两百米 , 线断了 , 材料也废了 。 科研人员憋着一股劲 , 在有限的10个月内 , 终于完成了技术攻关 。
“现在拉出来的丝 , 超过1公里还不会断 , 相比国外性能更优异 。 ”罗德隆对竞争带来的结果很满意 。
在短板领域实现破冰
由于方案调整 , 直接面向上亿度堆芯的“第一壁” , 每平方米最终承受热量从0.5兆瓦升至4.7兆瓦 , 瞬间可将一公斤的钢铁融化 。 我国承担了12%的ITER第一壁研制任务 。
担此重任的中核集团核工业西南物理研究院牵头研发了第一壁采购包半原型部件 , 并在2016年成功通过高热负荷测试 , 在世界上率先通过认证 。 鲜为人知的是 , 作为ITER屏蔽包层项目承担单位项目负责人 , 谌继明和团队为此奋斗了近12年 , 攻克了特殊材料、连接技术、高可靠性等一系列难题 。
在“短板”的设计领域 , 我国也实现了破冰 , 中国团队设计优化提供的“中国方案” , 在ITER电源采购包中大幅度增加了中方贡献份额 , 也为我方后期主导ITER电源系统研制、项目管理等任务奠定了好的基础 。
2017年 , 活跃在聚变研究领域的科研人员共聚一堂 , 就ITER计划及全球聚变能研发的未来之路展开讨论 , 国际聚变界30余位外籍专家及10余位中国专家代表起草并签署了《北京聚变宣言——支持中国聚变能发展》 , 宣言认为 , 中国为ITER准时交付高质量部件 , 显示出中国在ITER中扮演了重要角色 , 并进一步倡导世界聚变界的科学家们为聚变能相关技术研发加强合作 , 为最终解决世界能源短缺和环境污染问题贡献力量 。
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图8/12“完成该承担的任务是恪守承诺 , 在整个ITER计划遇到困难 , 勇敢顶上 , 那是勇挑重担 。 ”罗德隆说 , 中方与国际同行齐心协力 , 为计划的顺利推进贡献中国智慧和中国力量 , 背后都是长时间的积累和努力 。
“从不会做 , 到做出来 , 甚至比其他国家做得更好”
在最初设计版本中 , 蒸汽冷凝罐被设计成一个整体 , 安置在ITER整个装置的顶部 。
但2016年 , 新上任不久的ITER组织总干事主张 , 变更原有设计 , 原因是之前的设计存在较大安全隐患 , 必须将蒸汽冷凝罐分解成4个 , 在地基没建起来之前 , 预先埋入地下 。 当时地基已经开挖 , 这意味着蒸汽冷凝罐的生产计划和供货时间大大提前 。
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