圖為中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）。 中核集團供圖
近日，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并實現(xiàn)首次放電，標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設(shè)計、建造、運行技術(shù)，為我國核聚變堆的自主設(shè)計與建造打下堅實基礎(chǔ)。
中國環(huán)流器二號M裝置是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進托卡馬克裝置，是我國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置，采用更先進的結(jié)構(gòu)與控制方式，等離子體體積達到國內(nèi)現(xiàn)有裝置兩倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達到1.5億攝氏度，能實現(xiàn)高密度、高比壓、高自舉電流運行。這是實現(xiàn)我國核聚變能開發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置，也是我國消化吸收ITER（國際熱核聚變反應(yīng)堆計劃）技術(shù)不可或缺的重要平臺。
這一項目于2009年由國家原子能機構(gòu)批復(fù)立項，由中核集團核工業(yè)西南物理研究院自主設(shè)計建造。作為核工業(yè)主管部門，國家原子能機構(gòu)通過強化科研投入和研發(fā)能力建設(shè)等，全力推動核聚變相關(guān)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究。近年來國家原子能機構(gòu)創(chuàng)新管理模式，賦予科研院所自主權(quán)和決定權(quán)，持續(xù)穩(wěn)定支持核聚變基礎(chǔ)性、前瞻性研究，催生了一大批原創(chuàng)性、前沿性成果。
此前，中核集團先后研發(fā)了多種類型的磁約束聚變研究裝置，建成了中國環(huán)流器一號、新一號和二號A裝置等三大國家重要科研設(shè)施，并取得了系列重大科研成果，樹立了中國核聚變研究史上的一座座豐碑，為我國聚變能的發(fā)展奠定了堅實的科學(xué)工程技術(shù)與人才基礎(chǔ)。
在HL-2M裝置建設(shè)過程中，核工業(yè)西南物理研究院聯(lián)合國內(nèi)多家研制單位，在裝置物理與結(jié)構(gòu)設(shè)計、特殊材料研制、材料連接與關(guān)鍵部件研發(fā)、總裝集成等方面取得了多項突破，實現(xiàn)了可拆卸線圈結(jié)構(gòu)，提升了控制運行水平，增強了裝置物理實驗研究能力；攻克了高鎳合金雙曲面薄壁件大型真空容器模壓成型和焊接變形控制等關(guān)鍵技術(shù)；掌握了具有國際先進水平的異形銅合金厚板材制造成型工藝，實現(xiàn)了高強度膨脹螺栓組件的自主國產(chǎn)化；研制成功國際先進水平的國內(nèi)首臺大型立軸脈沖發(fā)電機組。以HL-2M裝置建設(shè)為牽引，西物院掌握的特種材料、關(guān)鍵設(shè)備、極端條件精密制造等關(guān)鍵技術(shù)，已形成“同步輻射”效應(yīng)，在航空、航天、電子等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。
HL-2M裝置是實現(xiàn)我國核聚變技術(shù)高質(zhì)量發(fā)展的重要依托，將使我國堆芯級等離子體物理研究及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)達到國際先進水平，成為中國攜手世界核聚變能開發(fā)的國際合作平臺。面向全球，它將吸引和集聚國際核聚變高端人才，培養(yǎng)造就一批具有國際水平的核聚變科技領(lǐng)軍人才與高水平的創(chuàng)新團隊，形成一批具有國際影響力的標志性科技成果。
據(jù)介紹，我國核能發(fā)展實施“熱堆—快堆—聚變堆”三步走戰(zhàn)略中，將聚變能作為解決能源問題的最終一步。開發(fā)核聚變能不僅是解決我國能源戰(zhàn)略需求問題的途徑，而且對我國未來能源與國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。目前，國家原子能機構(gòu)正在研究布局一體化核聚變研究創(chuàng)新體系，打造國家級核聚變創(chuàng)新研究平臺、國內(nèi)外專家學(xué)者交流平臺、青年科學(xué)家成長平臺，全面促進我國核聚變事業(yè)由并跑向領(lǐng)跑邁進。（孫浩）
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