11月24日上午,中國(guó)科學(xué)院在安徽合肥未來(lái)大科學(xué)城的緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置(BEST)主機(jī)大廳啟動(dòng)了“燃燒等離子體”國(guó)際科學(xué)計(jì)劃,并首次向國(guó)際聚變界發(fā)布了BEST研究計(jì)劃。該計(jì)劃旨在推進(jìn)核聚變研究,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量,并演示聚變能發(fā)電。
核聚變能模擬太陽(yáng)的聚變反應(yīng)釋放能量,被視為人類的“終極能源”。多年來(lái),科學(xué)家們通過磁約束技術(shù),在實(shí)驗(yàn)裝置上探索聚變反應(yīng)所需的高參數(shù)、長(zhǎng)脈沖條件。中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)宋云濤表示,即將進(jìn)入燃燒等離子體的新階段,這是聚變工程研究的關(guān)鍵。在這個(gè)階段,核聚變將像火焰一樣,由反應(yīng)本身產(chǎn)生的熱量維持,為未來(lái)的持續(xù)發(fā)電奠定基礎(chǔ)。
近年來(lái),中國(guó)的核聚變研究進(jìn)展迅速,多次打破世界紀(jì)錄。作為下一代“人造太陽(yáng)”,BEST裝置將承擔(dān)“燃燒”使命。根據(jù)研究計(jì)劃,到2027年底,BEST裝置建成后將進(jìn)行氘氚燃燒等離子體實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證其長(zhǎng)脈沖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行能力,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)聚變功率達(dá)到20兆瓦至200兆瓦,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量,并演示聚變能發(fā)電。
這項(xiàng)研究面臨許多工程與物理挑戰(zhàn),例如阿爾法粒子對(duì)維持聚變反應(yīng)所需超高溫條件的重要性及其輸運(yùn)規(guī)律的研究。宋云濤指出,牽頭啟動(dòng)國(guó)際科學(xué)計(jì)劃有助于依托我國(guó)超導(dǎo)托卡馬克大科學(xué)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì),同時(shí)凝聚全球科學(xué)家的力量,共同突破聚變?nèi)紵把匚锢黼y題。
根據(jù)國(guó)際科學(xué)計(jì)劃,等離子體物理研究所將面向全球開放包括BEST在內(nèi)的多個(gè)核聚變大科學(xué)裝置平臺(tái),設(shè)立開放科研基金并資助高頻次專家互訪交流。來(lái)自法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等十余個(gè)國(guó)家的聚變科學(xué)家共同簽署了《合肥聚變宣言》,倡導(dǎo)開放共享與合作共贏精神,鼓勵(lì)各國(guó)科研人員到中國(guó)開展聚變合作研究。