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聚变能源——EAST 托卡马克和国际热核聚变实验堆ITER

来源:科技部  访问: 时间:2012/12/14 [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

 

 

  万元熙,中国工程院院士,原子核理论专家,1939年12月生。1964年毕业于北京大学。97年开始担任国家九五重大科学工程EAST超导托卡马克核聚变实验装置项目总负责人(总经理),在完全自主研制的基础上领导和主持EAST的设计、建造、调试运行及实验,在国际上率先建成具有先进磁场位形的全超导托卡马克核聚变实验装置,为中国磁约束聚变研究也为国际热核实验反应堆ITER的研制、建造和未来运行、实验做出重要贡献。时任ITER科学技术顾问委员会副主席,同时担任ITER总体协调中国代表。

 

  【报告摘要】

    人类正面临严重的能源问题:短缺和污染。由于人口巨大,人均能源资源贫乏以及极快速的经济发展使得中国面临着更为严重的能源问题。整个人类,特别是中国必须做出巨大努力尽快开发出理想的新能源以解决社会、经济可持续发展的巨大挑战。众所周知,由于资源几乎无限,无CO2排放和无长寿命放射性废物,核聚变能源将是人类可持续发展最理想的新能源之一。托卡马克是一种磁约束核聚变装置,在这一类装置上,聚变能的开发研究已经取得重大进展:在最大一代托卡马克TFTR,JET和JT-60上,燃料等离子体已可被加热到20~40keV;已经获得大于10MW的聚变功率输出;功率增殖因子Q(聚变功率/加热功率)已经达到1.25等等。但是,所有这些重大进展均只能维持几秒。过渡到商业聚变堆,托卡马克必须稳态至少长脉冲运行。原则上,超导托卡马克可以实现稳态或长脉冲运行。因此,从1984年国际聚变界就开始联合进行超导“国际热核聚变实验堆ITER”的物理和工程设计以及某些重要部件的研发。经过长时间的联合研究和复杂的谈判,七个国家(组织)在2006年正式宣布参加并批准了共建ITER计划。该计划是迄今为止最大的国际合作项目。ITER是一个具有先进磁场位型的全超导托卡马克聚变实验堆,预期可在Q=10的条件下实现400-700MW的聚变功率输出。由于在ITER之前没有这种类型的全超导托卡马克实验装置建成和运行,因此EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)作为一个具有先进磁场位形的全超导托卡马克1997年被国家批准为九五国家重大科学工程。EAST的科学目标是为未来稳态运行的先进托卡马克聚变堆包括ITER提供和积累工程、技术和物理基础。EAST在国际上已经率先于2006年建成并投入运行。到目前为止EAST的运行和实验已经取得重要进展。EAST正在为ITER,也为中国磁约束聚变研究的未来发展做出重要贡献。本篇报告将详细介绍EAST,ITER和中国开发磁约束核聚变能源可能的发展战略。

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