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中科院等離子體物理研究所所長宋云濤在“碳達峰碳中和科技論壇”上表示，聚變能是核能發(fā)展的最終目標，聚變能可以為碳中和的實現(xiàn)做出重大貢獻。

在接受記者采訪時，宋云濤介紹，他們(團隊)已經(jīng)開始做未來核聚變發(fā)電站的工程設計，希望在國家大力支持下，在十年內(nèi)建成示范工程。

“人造太陽”EAST已穩(wěn)定運行15年

宋云濤介紹，核聚變能是清潔低碳、安全高效的新能源。核聚變原料和生成物沒有放射性物質(zhì)，它是氘和氚發(fā)生反應，不存在核泄漏等問題，即使出現(xiàn)危險，也只是終止反應，非常安全。

海水中蘊藏著大約40萬億噸氘，一升水能夠提煉0.03g的氘，其發(fā)生聚變反應釋放的能量相當于燃燒300升汽油或者燃燒336公斤煤。這樣算來，地球上的海水可以供人類使用上億年。

上世紀50年代，第一顆氫彈成功試爆，但氫彈爆炸是不可控的核聚變反應，不能作為提供社會生產(chǎn)和人類生活能源的手段。此后，人類致力于受控核聚變研究。

實現(xiàn)受控核聚變的條件十分苛刻，一是燃料需達到1億攝氏度以上的極高溫度(1億攝氏度的物質(zhì)處于等離子體態(tài))；二是具有足夠的密度，從而提高燃料原子核之間碰撞而發(fā)生核聚變反應的概率；三是具備足夠長的能量約束時間，等離子體維持足夠長的時間，以便充分地發(fā)生聚變反應，放出足夠多的能量。

宋云濤表示，我們國家獨立自主創(chuàng)新、協(xié)同攻關建設的大科學裝置——EAST(全超導托卡馬克核聚變實驗裝置)于2000年開工建設，2006年建成并投入運行。

EAST是世界上首個全超導非圓截面托卡馬克核聚變實驗裝置，中文名稱為“東方超環(huán)”。EAST實驗裝置可以對受控核聚變相關的前沿物理問題開展探索性的實驗研究，通常被稱為“人造太陽”。其實“人造太陽”的反應原理和太陽一樣，太陽每天釋放出大量的光和熱，因為它的內(nèi)部不斷進行核聚變。目前，EAST裝置穩(wěn)定運行15年。

“人造太陽”零碳排放 可為碳中和做貢獻

核聚變是氘和氚發(fā)生反應，產(chǎn)生惰性氣體氦和能量，是零排放。聚變能是核能發(fā)展的最終目標，聚變能可以為碳中和的實現(xiàn)做出重大貢獻。國際領域?qū)＜乙呀?jīng)提出較為完善的未來核聚變電站設計方案。我國也會在2060年前建成核聚變電站并廣泛應用。

建設核聚變電站成本很高，超導磁體在其中占了約40%，超導材料目前還是非常貴的。但近十年，超導材料價格在下降，工藝和產(chǎn)品成熟了，價格會不斷下降。核聚變電站的經(jīng)濟性會越來越高。

另外，相較于其他電站，核聚變電站對人體和生態(tài)沒有影響，對資源的影響小，所以核聚變電站的外部成本最低。

我國核聚變研究了50多年，取得了一系列突破性進展。中科院合肥研究院等離子體物理研究所正在承擔建設聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施(CRAFT)，這是國家“十三五”大科學裝置，其超導磁體系統(tǒng)有4層樓高，其中包含一個關鍵部件——極端工況下偏濾器系統(tǒng)，我們已經(jīng)實現(xiàn)了技術的掌控。目前，工程設計已經(jīng)驗收。

宋云濤介紹，目前已經(jīng)開始做未來核聚變發(fā)電站工程設計。希望在國家大力支持下，十年以內(nèi)建成小的示范工程，真正實現(xiàn)聚變堆發(fā)電。 

原標題：中科院等離子體物理研究所所長宋云濤：已經(jīng)開始做未來核聚變發(fā)電站工程設計