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核聚变研究进展 钱尚介 棱工业西南物理研兜院，成都市432信箱61004I 摘要：从能源问题出发，给出了核聚变研究近况，包括国际热拔工程试验堆ITER的争论，中国核聚变研究的近中长 期发展问题。简单说明了江总书记的批示，介绍了HL一2^国际顾问委员会评估报告．还提到了核工业西南物理研究院院属 企业改制． 关键词：核聚变，ITER，HL．HL一2A。 二十一世纪影响或推动人类发展的关键科学技术是什么?有许多答案：信息技术、生物工程技术包括基因 工程技术、材料技术包括纳米材料。实际上，这些新兴科技还是要能源的支持。 一)能源问题 从历史上看，人类文明史就是一个资源的开发与使用的历史．其中最主要的是能源的开发与利用的历 史。这儿仅限大规模主力能源。依照不同估算，石油还可支持30～50年，天然气稍久一些．煤可支持200 500年。但数十年后依靠煤来支持经济发展是不现实的。 ●中国能源问题 从1993年我国成为纯石油进口国以来，石油进口量逐年增 长，据外国专家估计，至2020年，我国能源需要中的石油的60％ 和天然气的1／3需依靠进口。 根据国情，我国政府确定电力建设基本方针”优化火电结构，大 力发展水电，适当发展核电，因地制宜地发展多种新能源发电”。 二)磁约束核聚变能开发研究现状 Supra的高约束模式放电可保持长达2分种．聚变功率与输入功率之比这意味着核聚变能的科学可行性己 获得证实。 ●核聚变能的科学可行性己获得证实之后自然的发展是热核工程试验堆。不幸．国际热核工程试验堆 计划，经历物理(概念)设计研究阶段，完成工程设计研究之后，发生了分歧。参与国际热核试验堆计划 的四方，美国宣布退出，俄罗斯因国内经济状况而实际上只能提供廉价的高素质研究人员。国际热核试验 堆计划岌岌可危。 ●ITER计划问题 ITER是国际热核工程试验堆的缩写。1992年的工程设计初期，对ITER的设计规模发生了重大争论。 其背景是物理上的先进性与工程技术上的可靠性的矛盾。1994年，堆芯等离子体大半径由5．5米增加到 8．2米。固定资产投资也从49亿美元增加到约80亿美元。 重新设计的ITER是个巨型实验设施，主机外形尺寸：直径约30米，高约30米，此外，还有一个庞 大的辅助加热等系统。规模的大幅度增大．实质上反映了数据基础不足、技术储备不够的现实。除了规模 加大外，另一个重大改变是放弃了原计划的稳态运行，改为1000秒长脉冲燃烧。也就是说“目标”也作 了重要的调低。 ●磁约束核聚变能开发研究现状可分为二个方面说明：政府管理层面和科学技术层面。 分歧的背景 Base)上： 1．科学技术层面的原因主要反映在数据基础(Data 这是个主导的因素。概念设计，特别是初期，主要由物理学家制定指南，理论家比较容易选取一些理 937年生于上海市．院科技委主任．研究员．中国桉学会理事，棱聚变与等离子件学会理事长t四川省棱学会副理事长 558 想化的参数，例如，约束改善因子。后因遇到各种技术上的困难，尺寸有所增大。工程设计研究开始阶段， 由原JET设计建造的负责人Rebut负责领导。对第～个大规模国际合作的典型，投人上百亿美元的工程， 不能有太多的风险，大半径又进一步增大至8．2米，就按几何尺寸的立方估计，规模扩大了三倍。投资增 加到八十亿美元，后来又增加到超过一百亿美元。从另一角度看，即使是这样，还有些技术问题没有把握， 主要是与堆长脉冲／稳态运行有关的，玎；是理论家算得出来的，因而，从稳态运行堆改为，如1000秒长 脉冲运行。 2．政府管理层面的原因主要反映在经济上： 一项新技术的出现，首先要与现有的系统相比较。其中最注意的是成本也就是说经济性问题。经济性 问题往往和环境保护问题密切相关。聚变堆的特点决定它单堆功率越大发电成本越低，而且不能从小功率 堆做起。 另一方面，美国、日本发电能力过剩，国内没有强劲的大量能源需求。 欧洲除英国外，多数是岛能源需求而低能源储量的国家，他们对长期能源危机威胁的考虑明显高于美国， 尤其是日本，国土面积小、人口多、资源贫乏．因此欧洲和日本表现出对ITER计划的坚持态度。 ●对ITER计划的态度：美国．退出，但并4i反对。欧洲+争取建在法国。日本，争取建在日本。 日本在过去的二十年内，试图在一些