核聚变商业化有望在本世纪中叶实现(2)

托卡马克是俄语环向场磁体线圈的简称，是核聚变物理实验装置，其原理是利用环向磁场对高温等离子体进行约束，进而实现可控核聚变。ITER从1988年开始概念设计到2001年完成《工程设计最终报告》，就历时13年之久。

ITER计划建造制造阶段10年左右，预计2019年建设工程完成，实现第一等离子体放电；ITER运行与开发利用阶段20年左右，2027年，科研人员进入，进行氘氚试验；去活化阶段预计需要5年时间，最后是退役阶段，交给东道国法国实现装置退役。

国际核聚变界对ITER计划及其后聚变能源发展比较普遍的看法是，建造和运行ITER的科学和工程技术基础已经具备；再经过示范堆、商业聚变核电站(商用堆)两个阶段，聚变能商业化将在本世纪中叶或者稍晚实现。

ITER建设有可以预见的困难。如核聚变能源首先必须产生高达上亿度的高温等离子体；其次，还要形成充分的约束，将高温等离子体维持相对足够长的时间，以便充分发生聚变反应，释放出足够多的能量等。这些可预见的障碍我们有信心克服，但可能还会遇到未知的困难。ITER现在是实验堆，下一步是建示范堆，还要解决材料、造价等一系列技术和经济问题。

“通过ITER计划的带动，我国在核聚变领域水平整体提升”

科技日报：作为发展中国家，中国是最早关注受控热核聚变研究的国家之一，但与世界最高水平还有差距，通过参与ITER计划，我国取得了哪些进展？目前在核聚变领域究竟处于什么水平？

罗德隆：其实，从上世纪70年代开始，我国就集中以托卡马克为主要研究途径，先后建成一系列中小型装置，并且开展多项研究。上世纪90年代，我国开始实施大中型托卡马克发展计划，探索先进托卡马克运行模式及稳态控制模式，先后建成HT-7中型超导托卡马克、HL-2A大中型常规导体托卡马克。2006年建成的大型非圆截面全超导托卡马克EAST装置，具有稳态、大拉长比及多项实验手段等特点，可以为正在建造的ITER装置开展多种前期实验研究。

虽然我国有很多托卡马克装置，但ITER装置不是简单放大，而是需要我们从整体设计、技术和材料等各个方面，解决全新的关键问题。近几年来我国得益于ITER计划，核聚变水平提升很快，在国际上整体处于中等水平。日、美、欧盟还是走在前列，各国都在积极发展聚变研究，韩国进步也很快。

目前，我国建成世界首个全超导托卡马克EAST，已经实现100秒的偏滤器放电和长时间的高约束放电，工程和试验水平进入国际前列。HL-2A最高电子温度达5500万摄氏度，进入国际先进水平。

中国研制的ITER超导导体、屏蔽包层等部件的性能在7方处于领先地位，部分采购包进展处于前列。

科技日报：参加ITER计划只是我国整体聚变能研发计划中的一个重要组成部分，我们通过国际合作能否形成自己的能力？

罗德隆：我国承担的ITER部件很多都是过去没有生产的，如导体、屏蔽包层、大型电源、充气清洗及辉光放电系统等。前期大部分技术需要艰难的摸索。通过国际大科学工程的带动，我国技术明显提升，从“不会做”到“会做”甚至“做得更好”。

科技日报：是一种从无到有、从有到强的技术跨越？

罗德隆：对。比如说，我们过去做不出导体，开始做的时候觉得制造不锈钢管没有问题，就集中精力去研究如何把几千根丝做成0.8毫米直径的导线。线做好了，却发现管子不行，按照ITER国际组织的要求，管子的断裂延伸率需要达到20，而我们只做到15。后来，通过召开专家会反复研讨，我们不仅做成了，而且能批量生产，现在生产出的管子断裂延伸率达到30。从目前来看，我们生产的导体样品测试指标都达到ITER装置的要求，部分指标还远高于要求。

“ITER只是契机，关键是要使我国具备自主设计、建造聚变示范堆的能力”

科技日报：现阶段ITER计划解决的是工程建设问题，那建成后下一步我们的科研和实验能力如何提高呢？

罗德隆：搞建设不是目的，目的是在建成的实验堆上做实验。我国建设了很多磁约束核聚变装置，一方面服务于ITER建设，另一方面也是为今后实验做准备，从而解决商业的工程和科学的瓶颈。因此，必须对现有装置升级扩建，加快平台建设，以提高实验能力。

我们要以参加ITER计划为契机，为我国具备自主设计、建造聚变示范堆的能力。ITER计划专项国内配套研究也于2008年启动。到目前已经批准立项32个研究项目，研究内容涉及聚变堆的概念设计、波加热、聚变材料、测试包层模块、混合堆概念设计以及相关等离子体理论和实验研究等众多研究领域。

今年，我国还成立了磁约束聚变堆总体设计组，就是为全面消化吸收ITER设计技术，掌握聚变堆相关的物理和工程设计及关键技术，开展我国磁约束聚变堆总体设计研究。

“ITER组织中方派驻职员只占5%，培养聚变人才迫在眉睫”

科技日报：我国在ITER的投入是10%，目前，向ITER组织派出的中方人员达到相应的比例了吗？

罗德隆：人才国际化水平是我们现在面临的巨大挑战。现在中方在ITER职工总共20个人，所占比例才占5%，总数最少。现在向ITER组织是派不出人来，这也是我的心病。我们计划每年资助优秀人才，作为访问学者，去到ITER组织学习。

科技日报：国内已有的磁约束聚变研究工程技术人才数量相当有限，除了派驻国际组织，还要保证国内研究任务的需要，国内人才培养有什么考虑？

罗德隆：目前，我国已有超过1000人从事聚变研究，但远远不能满足需求。估算国内整个未来20年人才缺口4000人，可现在没有增量。

前不久，科技部联合教育部、中科院，中核集团专门召开核聚变能发展研究人才工作会议，并联合制定了《关于促进磁约束核聚变人才培养工作的指导意见》。意见提出，紧紧围绕我国磁约束核聚变能研究和ITER装置建设和运行，以需求为导向，逐步构建起一个层次、布局、学科合理的磁约束核聚变科学与工程研究和技术研发的人才培养体系，利用10年左右时间，培养2000名从事聚变科学与工程研究以及技术研发的各类人才。专门为一个领域人才培养开会，这还没有先例。