### 羲和逐日:中国“人造太阳”铸就新时代能源神话
——解析ITER计划与合肥核聚变技术突破
#### 一、神话再临:从“夸父逐日”到“羲和铸日”
在华夏上古传说中,羲和驾驭六龙之车,载日巡天,赋予大地光明与能量。而今,人类以科技之力复刻太阳的核聚变神话,国际热核聚变实验堆(ITER)计划正将这一愿景推向现实。ITER被喻为“人造太阳”,由中国、欧盟、美、俄等七方共建,目标是通过氘氚聚变反应模拟太阳能源机制,最终实现可控核聚变发电。根据最新规划,ITER计划于2033年首次点火,2035年进入运行阶段,2050年前后有望迈入商业化应用。
#### 二、核聚变技术:驾驭“太阳之火”的三大天堑
核聚变需将等离子体约束在1.5亿摄氏度(远超太阳核心温度)的极端环境中,并维持稳定运行。其技术难点可概括为“三昧真火”:
1. **高温约束**:托卡马克装置通过超导磁体形成的“磁场牢笼”(磁约束)驯服等离子体,防止其接触容器壁而冷却。
2. **能量增益**:聚变输出能量需显著高于输入能量,ITER目标为能量增益比Q≥10。
3. **材料耐受**:聚变中子轰击与极端热负荷对材料寿命提出挑战,需开发抗辐照、耐高温的“金刚不坏之身”。
#### 三、合肥“铸日”:中国技术的补天之功
在这场全球竞逐中,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所(以下简称“合肥等离子体所”)犹如现代“女娲”,以自主创新填补技术鸿沟,成为ITER计划的中流砥柱。
**1. 磁体馈线——“太阳经脉”的锻造**
2025年4月,合肥交付ITER磁体馈线系统的最后一套校正场线圈内馈线部件,重20吨、直径16米,形如“盘古开天巨环”。此部件是磁体系统的“生命线”,负责传输能量、冷却介质及控制信号,并在故障时安全泄放储能,堪称托卡马克的“能量血管”。其研制历时6年,攻克零下269℃超低温绝缘、±2.5毫米接口精度等难题,关键部件国产化率从31%跃至100%,超导接头电阻低至0.5纳欧,全球领先。
**2. EAST实验堆——“小太阳”的试炼场**
合肥的“东方超环”(EAST)是全球首个全超导托卡马克装置,多次刷新等离子体运行纪录(如1.2亿℃维持101秒)。其积累的超导、低温技术直接赋能ITER采购包研发,形成“实验-应用”闭环。
**3. 全链条创新——从“跟跑”到“领跑”**
合肥等离子体所承担ITER超导导体、电源等核心采购包,占中方任务的70%以上。其研发的68千安高温超导电流引线、低温绝缘材料等“卡脖子”技术,使中国交付进度与质量稳居ITER七方之首,被ITER总干事评价为“领先于各方”。
#### 四、商用倒计时:从“神话照进现实”的最后一役
尽管ITER计划已驶入快车道,核聚变商用化仍需跨越三重门:
1. **工程验证**:ITER需证明Q≥10的可行性,并为示范堆(DEMO)设计提供数据,预计2050年后示范堆有望并网。
2. **材料革命**:抗辐照钨基材料、氚自持技术(氚增殖包层)亟待突破,以支撑反应堆长期运行。
3. **成本优化**:当前建造成本高昂(ITER预算超220亿欧元),需通过规模化与技术创新降低度电成本。
中国已启动“聚变能商用实施路线图”,计划在ITER基础上建设中国聚变工程实验堆(CFETR),目标2035年建成,2040年开展燃烧等离子体实验,2050年迈向示范发电。
#### 结语:羲和启明,照临下土
从“夸父逐日”的悲壮到“羲和铸日”的辉煌,合肥等离子体所以“补天之手”擎起核聚变火炬,将神话写入现实。当ITER的“人造太阳”在法国升起,其光芒中跃动着中国科技的基因。尽管商用化仍需“十年磨一剑”,但这场能源革命的曙光已清晰可辨——未来,人类或将永别“化石能源的黄昏”,迎来“聚变纪元”的破晓。
(本文神话意象参考《山海经》,技术细节综合ITER最新进展与中国合肥成果。)
更新时间:2025-04-17
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