في نهاية عام 2020 ، تم الانتهاء من جيل جديد من معدات أبحاث الاندماج النووي المتقدمة - China Circulator رقم 2 M (HL-2M) وتم تحقيق التفريغ الأول بنجاح. لبعض الوقت ، أصبحت الأخبار حول "الشمس الاصطناعية" على الإنترنت موضوع قلق لعامة الناس.

"هل هناك شمس من صنع الإنسان في السماء ليلا ، أكثر إشراقا من القمر؟"

ذات مرة ، استقل دوان إكسورو ، عضو اللجنة الوطنية للمؤتمر الاستشاري السياسي للشعب الصيني ورئيس معهد الجنوب الغربي لفيزياء الصناعة النووية ، سيارة أجرة إلى وحدته.الأخبار.

لم يكن السائق يعلم أن الراكب الجالس خلفه هو مدير معهد أبحاث "الشمس الاصطناعية" الغامض ، وكان مستمتعًا ببيانه.

وقال دوان كسورو: "الطاقة النووية نفسها غامضة للغاية ، والاندماج النووي أكثر غموضًا. لن نخلق شمسًا أخرى ، ولكن فقط نستخدم مبدأ الشمس للتوهج وتفاعل الاندماج الحراري النووي لتوفير الطاقة للبشرية". .

 اقتراح: تطبيق التكنولوجيا النووية و "خروج" الطاقة النووية

"تعزيز تطبيق تكنولوجيا التعقيم بالإشعاع" هو أحد الاقتراحين اللذين أعدهما دوان كسورو لهذه "الدورتين".

"التعقيم الإشعاعي هو تقنية متقدمة وخضراء معترف بها عالميًا. تمتلك الصين أساسًا جيدًا في احتياطيات تكنولوجيا التعقيم الإشعاعي ، لكن الصناعة متخلفة في الصين. لتعزيز تطوير صناعة تكنولوجيا التعقيم الإشعاعي السريعة والعالية الجودة ولعب دور أكبر في بناء "الصين الصحية". من الضروري الإسراع في صياغة المعايير لتعزيز وتطبيق تكنولوجيا التعقيم الإشعاعي ؛ تعزيز توجيه السياسات ودعم التعقيم الإشعاعي للإمدادات الطبية ؛ تعزيز الترويج تكنولوجيا الإشعاع ، وما إلى ذلك ".

الاقتراح الآخر يدور حول تسريع "التحول إلى العالمية" للطاقة النووية.

"لقد عزز ابتكار التكنولوجيا النووية وتطويرها التعاون الدولي في المجال النووي وعزز توسيع العلاقات السياسية والدبلوماسية بين البلدان. ويؤدي" تحول الطاقة النووية إلى العالمية "إلى الانفتاح على العالم الخارجي وبناء نمط تنموي جديد ؛ يفضي إلى تنفيذ مبادرة "الحزام والطريق" وبناء مجتمع مصير مشترك للبشرية في قطاع الطاقة ... يوصى بتعزيز التنسيق الموحد للطاقة النووية "الخارجة" ، من مستوى الشركة إلى المستوى الاستراتيجي الوطني ، وإنشاء قوة نووية "صادرة" تتكون من الوزارات والهيئات ذات الصلة ، فضلاً عن شركات الطاقة النووية الكبرى وشركات المعدات والمؤسسات المالية والجديرة بالثقة. آلية التنسيق بين الوزارات "الخروج" ؛ يوصى بتحسين القوانين واللوائح ذات الصلة ، وصياغة سياسات حزمة "الخروج" للطاقة النووية ، وتسريع تقدم قانون الطاقة النووية ، وقانون التعويض عن الأضرار النووية والتشريعات الأخرى ، وصياغة سياسة تمويل خاصة "للخروج" للطاقة النووية ، إلخ ... "هذه هي توصيات Duan Xuru في الاقتراح الثاني.

يبدو أن هذين الاقتراحين غير مرتبطين بمجال الاندماج الذي يعمل فيه ، ولكن في نظر الناس في الصناعة ، فإن كل شيء عن "الطاقة النووية" يتطلب بيئة مؤيدة للطاقة النووية للرأي العام.

"عندما يسمع الناس عن الطاقة النووية ، فإنهم يشعرون بالغموض والعميق ، ويشعرون ببعض الخوف. في الواقع ، تُستخدم التكنولوجيا النووية على نطاق واسع في عملنا اليومي ، مثل تكنولوجيا التشعيع ، التي نواجهها في الحياة اليومية. الطاقة النووية لقد احتلت بالفعل موقعًا مهمًا في إمداد العديد من الدول المتقدمة بالطاقة. لذلك ، من الضروري تكثيف الجهود لتنفيذ أعمال تعميم العلوم النووية من خلال قنوات متعددة على جميع المستويات ، وتعزيز التواصل مع الجمهور ، والسماح لمزيد من الأشخاص بفهم برنامجنا النووي. الصناعة وتعزيز التنمية النووية. المجال يفيد البشرية ". قال دوان كسورو. كما أن مشاركته طويلة الأمد في أبحاث الاندماج النووي تستند أيضًا إلى ثقته في أن الطاقة النووية ستفيد البشرية.

مشروع علمي كبير يتطلب من أجيال من الناس "الجلوس على المقعد البارد"

طاقة الاندماج النووي هي الخطوة الأخيرة في استراتيجية من ثلاث خطوات لتطوير الطاقة النووية في الصين "مفاعل حراري سريع المفاعل - مفاعل اندماج".

تأسس معهد العلوم والتكنولوجيا النووية في عام 1965 ، وهو أول مؤسسة بحثية مهنية مكرسة لتطوير طاقة الاندماج النووي في الصين. في الواقع ، بدأت الدفعة الأولى من الموظفين العلميين والتقنيين الذين جاءوا إلى معهد العلوم والتكنولوجيا النووية في إجراء أبحاث الاندماج النووي في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي. لأكثر من 60 عامًا ، شاركت أجيال من الناس بجد في أبحاث الاندماج النووي. من وجهة نظر Duan Xuru ، هذه هي سمة أبحاث الاندماج النووي ، إن تطوير طاقة الاندماج النووي هو مشروع علمي استشرافي ومبتكر وشامل وطويل الأجل.

"التخصصات المتضمنة في الاندماج النووي معقدة ، والتكامل متعدد التخصصات واسع وعميق ؛ تتضمن عملية البحث والتطوير العديد من المشكلات التقنية العلمية والهندسية المتطورة ، بل إن بعضها يتحدى حدود المستوى الحالي. على سبيل المثال ، مشكلة مادة مفاعل الاندماج تتحدى الوضع الحالي للفن.هناك حدود أداء المواد والمشاكل العلمية لبلازما الاحتراق الاندماجي لمئات الملايين من الدرجات.لا توجد تجربة منهجية للإشارة إليها ، ولا توجد خبرة للتعلم من تطوير أجزاء كثيرة في عملية البناء ".

يتطلب تحقيق الاستفادة من طاقة الاندماج النووي جهودًا لأجيال عديدة.

"السيد Li Zhengwu ، جيل أقدم من رجل الاندماج النووي ، هو أول أكاديمي في دائرة الاندماج. تطوير الطاقة الاندماجية هو مهنة لها مزايا في الأجيال المعاصرة والمستقبلية. إنها تتطلب الباحثين في هذا المجال ليكونوا قادرين على الجلوس على مقاعد البدلاء والعمل بلا كلل. والابتكار ، ليس من السهل تحقيق هذا الهدف ".

بصفته "رجل اندماج" كبير ، تأثر دوان كسورو بشدة بـ "المقعد البارد" الذي جلس عليه.

في عام 2006 ، عمل Duan Xuru وفريقه معًا لمعالجة المشكلات الرئيسية ، بهدف تحقيق عملية وضع قيود عالية على أجهزة أبحاث الاندماج المحلية.

"بالمقارنة مع وضع الحبس المنخفض ، تتطلب البلازما في وضع الحبس العالي مقياسًا أصغر للجهاز للوصول إلى نفس مستوى معلمات التشغيل ، وبالتالي يمكن تحسين اقتصاديات طاقة الاندماج المستقبلية بشكل كبير."

في أكثر من 3 سنوات ، أجروا العديد من الاستكشافات والأبحاث ، ودعوا الخبراء الألمان الذين أدركوا وضع القيد العالي لأول مرة لإرشادهم.

"لقد كان الأمر محبطًا إلى حد ما في ذلك الوقت ، لأننا حققنا الشروط الأساسية المطلوبة للتجربة. لقد تجاوزت قوة تسخين البلازما الحد المطلوب ، ولا تزال أعلى بكثير ؛ تأثير معالجة جدار غرفة التفريغ شديد أيضًا جيد ، مع القليل من الشوائب ؛ تم فحص تكوين المجال المغناطيسي ، لكنه لا يزال لا يعمل. أخيرًا ، شككت في أنها مشكلة الاتجاه الحالي ، لكن النتائج التجريبية لم تتحسن بشكل كبير. لقد أخذنا في الاعتبار جميع الجوانب و جربنا طرقًا مختلفة للقيام بعد التجربة ، ناقشنا المعلمات التي يجب تعديلها ، وكيفية ضبطها ، والاتجاه الذي يجب اتباعه ، وما إذا كان يجب أن يكون إيجابيًا أم سلبيًا ... "

بعد عشرات الآلاف من التجارب ، في عام 2009 ، نجح الفريق أخيرًا في إجراء التجارب على China Circulator رقم 2A ، مما جعل الصين دولة نجحت في تحقيق عملية وضع القيود العالية بعد الولايات المتحدة وأوروبا واليابان. يعد هذا معلمًا رئيسيًا في تاريخ الأبحاث التجريبية الصينية حول اندماج الحبس المغناطيسي ، وهو يشير إلى أن الصين لديها منصة بحثية مهمة تتعلق ببحوث فيزياء ITER (المفاعل التجريبي للانصهار النووي الحراري الدولي).

بعد أن مررت بالمصاعب ، لا يمكنني أن أبتسم إلا عندما أنظر إلى الوراء.

"عندما تم إجراء التجربة لأول مرة ، تم إرسالها إلى الزملاء الدوليين من أجل الحيطة والحذر. وحدث أنهم كانوا يعقدون ندوة حول وضع القيود العالية. وبعد التحليل بواسطة الخبراء الحاضرين ، قرروا أن هذا كان وضع قيود عالية إبراء الذمة.

يسعدنا سماع ذلك ، لأن تحقيق هذا الهدف التجريبي لا يعكس فقط قوة البحث الشامل ومستوى الفريق بأكمله ، بل يعكس أيضًا القدرات البحثية الشاملة للجهاز نفسه. بعد ذلك ، كان المجتمع الدولي مهتمًا جدًا بإجراء بحث تجريبي في وضع القيود العالية على جهاز البحث الخاص بنا ، وكان تعاوننا الدولي يتزايد. وفي الوقت نفسه ، يمكننا أيضًا إجراء بحث تجريبي فيزيائي يتعلق بمشروع ITER. خبراء أجانب غالبًا ما يتم تنظيم المجموعات لإجراء تجارب مشتركة في منشآتنا. "

من المتوقع أن تكسر لعنة "انتظار 50 عاما أخرى" في عالم الانصهار

خلال فترة "الخطة الخمسية الثالثة عشرة" ، حقق معهد العلوم والتكنولوجيا النووية سلسلة من التقدم الكبير في أبحاث الاندماج النووي: الجيل الجديد من جهاز "الشمس الاصطناعية" في الصين - جهاز الدوران الصيني رقم 2 M (HL-2M ) تم الانتهاء منه وتم تحقيق التفريغ الأول ؛ حقق بحث فيزياء البلازما الحدودية الاندماجية عددًا من النتائج المبتكرة ؛ كوحدة دعم مهمة لمشاركة الصين في برنامج ITER ، تم إحراز عدد من الاختراقات المهمة في التكنولوجيا الرئيسية لـ مفاعلات الاندماج ، مثل المكون الأساسي لـ ITER - أول مكون للحمل الحراري العالي للجدار حصل على الشهادة الدولية ، تمت الموافقة بنجاح على المعيار الدولي "طريقة كشف تسرب الهليوم الحراري للمكونات الحاملة للضغط لدرجات الحرارة العالية لمفاعل الاندماج النووي" ، لتصبح أول معيار دولي للصين في مجال الاندماج النووي.

الآن ، عندما يتعلق الأمر بلعنة "انتظار 50 عامًا أخرى" لأبحاث الاندماج النووي ، لا يوافق دوان كسورو.

"ITER هو أول منشأة يمكن أن يطلق عليها اسم" مفاعل الاندماج ". تم إطلاق المحرك الرئيسي في عام 2020 ، ومن المقرر الانتهاء منه في عام 2025 ، وبعد ذلك يمكن بدء البحث التجريبي."

هذا ليس تفاؤل Duan Xuru وحده. مجتمع الاندماج بأكمله واثق من التنفيذ الناجح لخطة ITER ، ويعتقد أنه بمجرد أن تصل خطة ITER إلى أهدافها المحددة ، من المتوقع أن تدرك استخدام طاقة الاندماج في الوسط من هذا القرن. ومع ذلك ، في رأيه ، لا يزال البحث والتطوير في مجال طاقة الاندماج النووي يواجه عددًا من التحديات التقنية ، ويلزم نشره مسبقًا للتغلب على واحدة تلو الأخرى: "حاليًا ، بعض التقنيات الرئيسية في مجال الاندماج النووي ، مثل مواد مفاعل الاندماج ، بحاجة إلى التعامل معها بحكمة ".

مع بدء برنامج ITER ، انتقلت دراسة اندماج الحبس المغناطيسي تدريجياً من الاستكشاف الأساسي والتجارب واسعة النطاق إلى مرحلة تجربة هندسة المفاعل. لم يتم إشراك القوى المتفوقة الحالية ذات الخبرة في تكنولوجيا الهندسة النووية بشكل كافٍ ، مما يقيد الطاقة النووية. طاقة الاندماج إلى حد ما تطوير تطوير عالي الجودة. يعتقد Duan Xuru أن هذا يتطلب على المستوى الوطني تعزيز التصميم عالي المستوى ، والتركيز على الأهداف ، وتركيز القوى ، مع توجيه المؤسسات ذات الصلة في نفس الوقت للمشاركة في البحث التكنولوجي في المرحلة المبكرة ، والتخطيط الاستراتيجي التطلعي للطاقة النووية. الصناعات المرتبطة بالانصهار.

"الاستثمار المالي هو أحدها. أهم شيء هو تنسيق المزيد من قوى البحث العلمي للتدخل. المرحلة المبكرة من أبحاث الاندماج النووي هي بشكل أساسي مشاركة الأشخاص الذين يدرسون فيزياء البلازما. في الوقت الحالي ، المزيد والمزيد من المهندسين والفنيين ينشطون المشاركة. بمجرد وصولها إلى مرحلة المفاعل ، من الضروري تنسيق الهندسة النووية المحلية والتكنولوجيا النووية والقوى المتفوقة الأخرى للمشاركة بشكل أكبر ".

وهو يعتقد أن الخطوة التالية في أبحاث وتطوير طاقة الاندماج في الصين يجب أن تستهدف التصميم المستقل وبناء مفاعلات الاندماج ، مع تركيز الموارد المتفوقة لبحوث الاندماج المحلية ومعاهد البحث العلمي والجامعات ، وإطلاق البحوث التكنولوجية الرئيسية حول مفاعلات الاندماج المستقبلية. لا يغطيها ITER ، وحل المشاكل في مجال تكنولوجيا الاندماج النووي. قضية "العنق" ، والاستفادة الكاملة من بناء وتشغيل ITER لتنمية المواهب والاحتياطيات التقنية لتسريع عملية تطبيق طاقة الاندماج في الصين.

هذه هي أيضًا المهمة الأساسية في خطة التنمية متوسطة وطويلة المدى لمعهد الغرب النووي. خلال فترة "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" ، "من المتوقع أن يتم تحقيق اختراقات في البحث العلمي التجريبي للبلازما الاندماجية عالية الأداء وعالية الأداء لمرفق أبحاث الاندماج المتقدم جهاز HL-2M وتصميم مفاعل الاندماج و بحث وتطوير التكنولوجيا الرئيسية ، وتطبيق تكنولوجيا الانصهار الوسيطة ". المحرر / Xu Shengpeng