10年投40亿元 我国在“人造太阳”计划中局部领先

　　中国加入国际“人造太阳”计划十年，亲历者披露艰难谈判历程

　　高博 刘园园/微信公众号“科技日报”

　　科学家们有个大胆的设想，要在法国设立一个核聚变实验堆，模仿太阳制造能量的过程——将氢同位素合并成氦，释放出取之不竭的核能。

　　这个聚变反应堆叫国际热核聚变实验堆（ITER），ITER装置是一个超导托卡马克聚变装置，也叫“人造太阳”。所谓托卡马克，就是用强磁场来约束高温等离子体，因为任何物质也不能盛放核聚变造成的亿度高温。

　　这样伟大的计划中，当然不能少了中国的参与。

　　今年，是我国加入ITER计划十周年！

　　科技部部长万钢发言。  本文图片均来自“科技日报”微信公众号

　　11月28日，在科技部主办的“ITER十年——回顾与展望”会议上，科技部部长万钢表示，十年来，我国认真履行承诺和义务，承担的ITER采购包制造任务全部签署得到落实，严格按照时间进度和标准，高质量地交付了有关制造设备和部件，展示了中国创造和制造的实力，受到ITER参与各方的充分肯定。

　　第一次以“平等伙伴”身份

　　加入国际大科学工程计划

　　ITER计划是中国第一个以“平等伙伴”身份加入的国际大科学工程计划。

　　“十年前碳排放问题没有这么紧迫；雾霾和大气污染问题也没有这么严峻。中国参与ITER，向世界凸显中国是负责任、有能力的国家。”在11月28日举办的“ITER十年——回顾与展望”会议上，科技部原部长徐冠华回忆参加ITER谈判的过程时说：“事关国家利益，中国应该积极参与国际高科技俱乐部，不能因为自身原因错失良机。”

　　ITER反应堆运作图

　　2003年中国正式以“平等伙伴”身份加入了ITER计划谈判。2006年11月，时任科技部部长徐冠华在法国爱丽舍宫签署ITER计划《联合实施协定》和《特权与豁免协定》。2007年8月，全国人大正式审议通过该协定文件。2007年10月ITER国际聚变能组织正式成立。2008年10月，科技部核聚变中心挂牌成立。

　　“我鼓起勇气，

　　给江泽民同志写了封信”

　　核聚变中心研究员潘传红说：“当时的美、俄、日、欧四方，在十几年时间内，投入15亿美元进行设计。2001年完成了工程设计，中国加入ITER计划，实际上包含了对它的设计技术的解读与消化，以便用于我们国家未来的聚变能源的发展规划，所以说从这个意义上讲我们是国家利益极大化了，这是个非常好的时机，所以我鼓起勇气，给江泽民同志写了封信，提出了加入ITER计划的建议，没想到百忙当中的国家领导人能够及时回信，后来在国防科工委和国家科技部、自然基金委组织的研讨会上，有个结论意见，由国家科技部牵头做这个事情。”

　　投入100亿元人民币

　　加入这个项目值不值？

　　然而当时科研经费有限，是否以“平等伙伴”身份加入有争议。

　　“加入的门槛是10%，10%差不多100亿人民币，当时国家的整体的实力也并不强，科研的投入也不像现在，在当时科研投入总的经费也不多，所以有很多反对的声音，认为我们国家出这么多钱加入这么一个项目是不是值。”

　　科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆说，我国在参加ITER计划谈判期间，按照党中央、国务院的要求，科技部、外交部、财政部、教育部、中科院、国家自然科学基金委、中核集团公司等部委和单位还历经了多次论证，最终我国正式以平等伙伴身份加入了ITER计划谈判，中国人终于成为这一重要国际舞台的平等一方。

　　2003到2006年的日历上

　　写满艰难曲折的谈判历程

　　“2003到2006年的日历上，写满无数轮艰难曲折的谈判历程。”罗德隆说，“因为这是我们国家第一次以平等的身份，就是从一开始设计这些游戏规则的时候就介入进去，对我们来说全是新的尝试，所以每个组都是认真地研究文件，认真地考虑如何能够最大化的保护我们的国家利益，在这个方面做了大量的工作，当时每次谈判以前全是加班加点，去讨论这些议案，讨论如何去制定高案低案，如何去把这个谈判组织好、谈好，这些对我们来说既有挑战，同时也有非常大的收获。”

　　多部门协同参与，全力支持ITER计划实施

　　科技部作为我国ITER计划的政府主管部门，在ITER《联合实施协定》的框架内，协调国内相关资源，切实履行国际承诺，全面参与国际组织管理与ITER计划实施。中方积极通过ITER理事会及其下设附属机构对ITER管理提出建议，在大是大非问题上的原则立场和态度多次成为决定ITER计划如何向前发展的重要因素。

　　“通过参与ITER计划，有力提升了我国科技创新能力、国际项目管理能力和专业技术人才培养能力；我国在材料科学、超导技术、精密加工等相关领域的研发能力和技术水平取得长足进步，有些技术已经成功实现产业化。”万钢表示，我国将继续推动ITER计划的实施，不断提升我国在核聚变能源领域的研发能力和技术水平，争取在较短时间内，加强国际合作，贡献中国智慧，使我国核聚变能源研究创新能力整体进入世界前列。

　　新闻多看点

　　ITER中的中国制造

　　自2008年以来，我国陆续承担了18个采购包的制造任务，涵盖了ITER装置几乎所有关键部件，由上百家科研院所、企业承担。在ITER采购包研发制造过程中，取得了重大突破，解决了一系列聚变工程关键技术。

　　ITER电源采购包2012年顺利通过初步设计评审，2014年顺利通过最终设计评审。2008年中方指出ITER电源原设计方案存在设计风险和不安全性，并提出新的设计方案，最终被ITER组织批准实施。目前ITER所有的电源方案，均采用中国的设计方案。

　　全套磁体支撑系统采购包由中方独立建造，中方在建立极低温材料力学认证测试与评价体系、特殊环境焊接技术、特殊尺寸异形锻件及紧固件等领域均实现了技术突破。

　　环向场、极向场导体是ITER装置的核心关键部件之一，前者已于2015年圆满完成。在实施过程中，实现了我国低温超导股线100%国产化、产品质量100%满足要求，带领我国超导线材研发能力和工业化生产能力达到国际一流水平。

　　中方承担ITER装置所有31套磁体馈线采购包的制造任务，首先产品已顺利交付ITER组织；屏蔽块采购包进展顺利，在国际上率先建成一套热氦检漏系统；校正场线圈采购包全部由中方自主制造；无功补偿采购包一次性通过ITER组织的所有评审；脉冲高压变电站材料采购包成功完成了特种电力变压器、大尺寸集成性电气舱等国内罕见设备的复杂制造和测试。

　　中国核聚变技术领跑世界

　　我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A和东方超环EAST，用于在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行，深入探索实现聚变能源的工程、物理问题。

　　中国环流器二号A是我国第一个带偏滤器的大型托卡马克聚变研究装置。自装置建成以来，在国内实现了三步跨越：第一步，磁位形由限制器位形到偏滤器位形的跨越；第二步，等离子体电子温度达5500万度，是迄今国内装置达到的最高温度；第三步，等离子体约束模式由低约束模式到高约束模式的跨越。尤其是2009年4月18日，中国环流器二号A在国内首次实现了高约束模式运行，使得我国成为继美、日、欧之后第四个实现高约束模式运行的国家。

　　东方超环（EAST）是世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克装置”。2017年7月3日晚，EAST装置在世界上首次实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，实现了从30秒到60秒，再到百秒量级的跨越。再次创造了核聚变新的世界纪录。这一里程碑性的重要突破，表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面继续走在国际前沿。

　　核聚变实验室装置也已进入高校：华中科技大学的J-TEXT是全国高校中唯一的中型托卡马克装置，中国科学技术大学自行设计、自主建造了我国首台大型反场箍缩磁约束聚变实验装置。

　　经过多年努力，我国物理实验平台建设能力和实验能力都大幅提升，多项物理实验研究成果位于世界前位；消化吸收ITER关键技术，深入研究未承担的部件制造任务相关技术，并在氚循环、等离子体控制、测试包层模块（TBM）、核环境遥操作及模拟计算等领域都取得了很大进展和突破，我国在国际聚变界的影响力不断增强。

　　（原标题：揭秘丨中国加入“人造太阳”计划十年，亲历者披露当年艰难谈判历程）