中国聚变工程实验堆(CFETR),是中国自主设计和研制并联合国际合作的重大科学工程。
项目简介
聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)是国家重大科技基础设施项目,该设施目标是建成国际核聚变领域参数最高、功能最完备的综合性研究及测试平台。
CFETR项目由
中国科学院合肥物质科学研究院和
中国科学技术大学承担集成工程设计研究,将从人才培养、人力物力等方面给予全力配合支持。
CFETR项目于2017年12月5日在合肥正式启动工程设计,中国核聚变研究由此开启新征程。该项目将推动合肥综合性国家科学中心能源科学领域和核能创新平台的快速建设。
2022年11月消息,CRAFT设施主体工程建设正酣,关键子系统和大型测试平台研制取得阶段性重要进展。
目标计划
中国聚变工程实验堆(CFETR)计划分三步走,完成“中国聚变梦”。第一阶段到2021年,CFETR开始立项建设;第二阶段到2035年,计划建成聚变工程实验堆,开始大规模科学实验;第三阶段到2050年,聚变工程实验堆实验成功,建设聚变商业示范堆,完成人类终极能源。
原理
中国聚变工程实验堆(CFETR)按照太阳内部热核聚变的原理,设计建造可控的“人造太阳”,解决人类能源危机。
太阳的光和热,来源于氢的两个同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。
“人造太阳”就是模仿这一过程,通过可控热核聚变的方式,带来源源不断的
清洁能源。目前,人类核电站所用的是“核裂变”能源。而核聚变释放的能量比核裂变更大,其放射性污染等环境问题也少。如氘和氚之核聚变反应,其原料直接取自海水,来源几乎取之不尽,因而是比较理想的能源取得方式。
设计研究
合肥的科学家们在研究聚变能源上一直走在世界前列,国家大科学装置、世界上第一个全超导托卡马克(
EAST)东方超环就坐落在合肥科学岛上。2017年夏季,东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。
同为核聚变装置,不过全超导托卡马克(EAST)是实验装置,主要用作研究。而中国聚变工程实验堆(CFETR)是将研究走向实用化,以实现聚变能源为目标,直接瞄准未来聚变能的开发和应用,将建成世界首个聚变实验电站。
中国曾在2006年加入国际热核聚变实验堆(ITER)建设,在这一过程中,科学家们自主建设创新,展开高水平研究。规划建设中的中国聚变工程实验堆(CFETR),将是中国自主设计和研制,并联合国际合作的重大科学工程。
其中,中国科学技术大学承担的是CFETR集成工程设计研究环节,将从人才培养、人力物力等方面给予全力配合支持。在核工程领域,中科大有院系专门培养学生,每年大约有70名左右的本科生毕业。未来将成立一个相对独立的设计研究院,为CFETR集成工程设计研究保障人力物力。
意义
中国聚变工程实验堆(CFETR)的实施,将推动中国走向世界核聚变领域的中央,并成为代表中国参与全球科技竞争与合作的重要力量,使中国跨入世界聚变能研究开发先进行列,对解决能源危机问题具有重要意义,计划在2050年实现核聚变商业化,完成人类终极能源。