簡介
中國聚變工程實驗堆(CFETR)是中國自主設計和研製並聯合國際合作的重大科學工程,是中國在全面消化吸收國際熱核聚變實驗堆(ITER)相關技術的基礎上,預先開展下一代超導聚變堆研究的重大項目。
CFETR項目於2017年12月5日在
合肥正式啟動工程設計,中國
核聚變研究由此開啟新征程。該項目將推動
合肥綜合性國家科學中心能源科學領域和核能創新平台的快速建設。
CFETR項目由中國科學院合肥物質科學研究院和
中國科學技術大學承擔集成工程設計研究,將從人才培養、人力物力等方面給予全力配合支持。
目標計畫
中國聚變工程實驗堆(CFETR)計畫分三步走,完成“中國聚變夢”。第一階段到2021年,CFETR開始立項建設;第二階段到2035年,計畫建成聚變工程實驗堆,開始大規模科學實驗;第三階段到2050年,聚變工程實驗堆實驗成功,建設聚變商業示範堆,完成人類終極能源。
原理
中國聚變工程實驗堆(CFETR)按照太陽內部熱核聚變的原理,設計建造可控的“
人造太陽”,解決人類能源危機。
太陽的光和熱,來源於
氫的兩個同胞兄弟——同位素
氘和
氚,在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。
“人造太陽”就是模仿這一過程,通過可控熱核聚變的方式,帶來源源不斷的
清潔能源。目前,人類核電站所用的是“
核裂變”能源。而核聚變釋放的能量比核裂變更大,其
放射性污染等環境問題也少。如氘和氚之核聚變反應,其原料直接取自海水,來源幾乎取之不盡,因而是比較理想的能源取得方式。
設計研究
合肥的科學家們在研究
聚變能源上一直走在世界前列,國家大科學裝置、世界上第一個全超導托卡馬克(
EAST)
東方超環就坐落在合肥
科學島上。2017年夏季,東方超環實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束
電漿運行,創造了新的世界紀錄。
同為核聚變裝置,不過全超導托卡馬克(EAST)是實驗裝置,主要用作研究。而中國聚變工程實驗堆(CFETR)是將研究走向實用化,以實現聚變能源為目標,直接瞄準未來聚變能的開發和套用,將建成世界首個聚變實驗電站。
中國曾在2006年加入國際熱核聚變實驗堆(ITER)建設,在這一過程中,科學家們自主建設創新,展開高水平研究。規劃建設中的中國聚變工程實驗堆(CFETR),將是中國自主設計和研製,並聯合國際合作的重大科學工程。
其中,
中國科學技術大學承擔的是CFETR集成工程設計研究環節,將從人才培養、人力物力等方面給予全力配合支持。在核工程領域,中科大有院系專門培養學生,每年大約有70名左右的本科生畢業。未來將成立一個相對獨立的設計研究院,為CFETR集成工程設計研究保障人力物力。
意義
中國聚變工程實驗堆(CFETR)的實施,將推動中國走向世界核聚變領域的中央,並成為代表中國參與全球科技競爭與合作的重要力量,使中國跨入世界聚變能研究開發先進行列,對解決能源危機問題具有重要意義,計畫在2050年實現核聚變商業化,完成人類終極能源。