實習記者 | 蔣習

在核聚變標準領域，中國率先邁出一大步。

3月8日，中核集團官微消息稱，3月6日，國際標準《反應堆技術-核聚變反應堆一核聚變堆高溫承壓部件的熱氦檢漏方法》(標準編號為ISO 4233: 2023)正式發(fā)布。

該標準由中核集團統(tǒng)籌組織，核工業(yè)西南物理研究院主導編制，中核戰(zhàn)略規(guī)劃研究總院核工業(yè)標準化研究所參與編制。

這一標準是中國首項核聚變領域的國際標準，也是國際標準化組織（ISO）發(fā)布的全球首項核聚變領域國際標準。這提升了中國在國際核聚變領域的影響力，填補了ISO核聚變領域的標準空白。

ISO標準制定過程大致可分為六個階段，即提案階段、準備階段、技術委員會階段、詢問階段、批準階段和出版階段。出版階段即對外正式發(fā)布。

核聚變被認為是解決人類能源需求的終極方案。與目前廣泛應用的核裂變相比，核聚變不產(chǎn)生核廢料、輻射少、不產(chǎn)生有害及溫室氣體，更為清潔、高效和安全。

實現(xiàn)核聚變發(fā)電的難點包括如何實現(xiàn)上億度點火和穩(wěn)定長時間約束控制。目前全球正在研究的可控核聚變技術路線，主要包括磁約束和激光慣性約束等。

慣性約束需要用超大功率激光器產(chǎn)生激光束，射向一個含氘氚的氫球形靶丸上使其崩潰，并產(chǎn)生1億攝氏度左右的高溫，從而觸發(fā)氫原子聚變，釋放大量能量。

磁約束聚變需要利用強大磁場約束氘氚等離子體，在高溫高壓下發(fā)生原子核互相聚合作用，實現(xiàn)可控核聚變，目前研究的裝置包括托卡馬克、仿星器、反向場箍縮及磁鏡等。

其中，托卡馬克（Tokamak）裝置是主攻方向之一。這是一種環(huán)形容器，用磁場形成一個“磁籠”將等離子體束縛住，創(chuàng)造氘、氚實現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高溫，實現(xiàn)受控核聚變。

核聚變裝置運行時，真空室內涉核部件會面對一億攝氏度以上高溫等離子體和聚變強中子輻照，對承壓部件的真空密封性能有極高要求。

熱氦檢漏則是檢驗聚變堆真空室內部件（即堆芯部件）真空密封性的關鍵環(huán)節(jié)，是有效保障聚變堆安全穩(wěn)定的運行最關鍵的環(huán)節(jié)。

中核集團稱，核工業(yè)西南物理研究院率先研發(fā)了熱氦檢漏方法，建成中大型熱氦檢漏設備，制定了核聚變相關專項標準，并上升為國際標準。其核心指標滿足國際熱核聚變實驗堆（ITER）的嚴格要求，達到了國際領先水平。

ITER是全球規(guī)模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一。2006年，中國、歐盟、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度共同簽署了ITER項目啟動協(xié)定。2008年，中國全面開展ITER計劃工作，承擔了其中約10%的研發(fā)制造任務。

核聚變是中國核能發(fā)展實施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略的最終一步。目前，中國磁約束核聚變技術的研究已處于世界前列。

中國從上世紀60年代開始研究可控核聚變，主要依托于隸屬中核集團的核工業(yè)西南物理研究院、隸屬于中國科學院的合肥物質科學研究院等離子體物理研究所等。

1983年，核工業(yè)西南物理研究院建成了中國環(huán)流器一號(HL-1)，標志著中國核聚變研究從理論進入試驗階段。

2006年，中國自行設計、研制的全球第一個全超導托卡馬克EAST核聚變實驗裝置成功完成首次工程調試，并于2007年3月通過國家驗收，之后實現(xiàn)多次放電。這一裝置由中科院合肥物質科學研究院研發(fā)。

2022年5月28日，EAST創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行。這將此前創(chuàng)造的1億攝氏度20秒原紀錄延長了5倍。 

2020年12月4日，由核工業(yè)西南物理研究院自主設計、建造的新一代“人造太陽”裝置（HL-2M）建成。HL-2M即中國環(huán)流器二號M裝置，為目前中國最大、參數(shù)最高的托卡馬克裝置。

2022年10月20日，HL-2M取得了突破性進展——等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創(chuàng)造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著中國核聚變研發(fā)距離聚變點火邁進了重要一步，躋身國際第一方陣。