2020年12月4日14時(shí)02分,新一代“人造太陽(yáng)”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并實(shí)現首次放電,標志著(zhù)中國自主掌握了大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術(shù),為我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實(shí)基礎。
中國環(huán)流器二號M裝置是我國目前規模最大、參數最高的先進(jìn)托卡馬克裝置,是我國新一代先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗研究裝置,采用更先進(jìn)的結構與控制方式,等離子體體積達到國內現有裝置2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1.5億度,能實(shí)現高密度、高比壓、高自舉電流運行,是實(shí)現我國核聚變能開(kāi)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技術(shù)不可或缺的重要平臺。
該項目于2009年由國家原子能機構批復立項,由中國核工業(yè)集團西南物理研究院自主設計建造。作為核工業(yè)主管部門(mén),國家原子能機構通過(guò)強化科研投入和研發(fā)能力建設等,全力推動(dòng)核聚變相關(guān)基礎研究與應用研究。近年來(lái)國家原子能機構創(chuàng )新管理模式,賦予科研院所自主權和決定權,持續穩定支持核聚變基礎性、前瞻性研究,催生一大批原創(chuàng )性、前沿性成果。
此前,中核集團先后發(fā)展了多種類(lèi)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施,并取得了系列重大科研成果,樹(shù)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(shí)的科學(xué)工程技術(shù)與人才基礎。
在HL-2M裝置建設過(guò)程中,核工業(yè)西南物理研究院聯(lián)合國內多家研制單位,在裝置物理與結構設計、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(shí)現了可拆卸線(xiàn)圈結構,增強了控制運行水平,提升了裝置物理實(shí)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(jìn)水平的異形銅合金厚板材制造成型工藝,實(shí)現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(jìn)水平的國內首臺大型立軸脈沖發(fā)電機組。以HL-2M裝置建設為牽引,西物院掌握的特種材料、關(guān)鍵設備、極端條件精密制造等關(guān)鍵技術(shù),已形成“同步輻射”效應,在航空、航天、電子等前沿領(lǐng)域實(shí)現創(chuàng )新應用。
HL-2M裝置是實(shí)現我國核聚變技術(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(jìn)水平,成為中國攜手世界核聚變能開(kāi)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。
據介紹,我國核能發(fā)展實(shí)施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰略中,將聚變能作為解決能源問(wèn)題的最終一步。開(kāi)發(fā)核聚變能不僅是解決我國能源戰略需求的途徑,對我國未來(lái)能源與國民經(jīng)濟的可持續發(fā)展具有重大戰略意義。目前,國家原子能機構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、國內外專(zhuān)家學(xué)者交流平臺、青年科學(xué)家成長(cháng)平臺,全面促進(jìn)我國核聚變事業(yè)由并跑向領(lǐng)跑邁進(jìn)。