湖南日报·新湖南客户端 2024-07-09 08:03:58
彭劲杰
当前,国际地缘关系变化丛生,俄乌冲突、巴以冲突等对全球能源安全带来系统性冲击,国际能源供应链面临严重挑战,尤其加剧了发展中国家的能源不安全状态,能源问题制约全球经济。为切实解决这一难题,清洁能源、新型能源技术成为理论界和产业界的焦点议题。可控核聚变俗称“人造太阳”,具有释放能量巨大、原料取之不尽、反应安全可靠、产生放射性废物少等天然优势,被评价为人类未来的“终极能源”,是全球大国加紧布局的新赛道。
可控核聚变产业化优势。2024年1月,国务院七部门联合印发了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》,明确将核聚变列为未来能源装备体系的重要领域。国内目前主要有两个“国家队”:一个是中国科学院合肥物质科学研究院团队,其实验装置简称为EAST;另一个是核工业西南物理研究院成都核聚变团队,其实验装置名为“中国环流三号”。2023年12月,由中核集团牵头的25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式宣布成立,中国聚变公司(筹)正式举行揭牌仪式,这对于推进聚变能源产业迈出实质性步伐具有重要的里程碑意义。
湖南产业化前景好。湖南是我国核工业的重要发源地和功勋之地,是名副其实的核工业大省。衡阳被誉为我国核工业的“摇篮”,已经形成了从理论研究到设计制造,再到施工建设和生产加工,乃至配套协作与后勤服务的完整产业链。位于衡阳的南华大学,不仅为我国核工业发展作出了卓越贡献,还拥有国内最齐全、层次最完整、培养规模最大的“核特色”学科专业群。此外,该校还成功引进了代表未来科技方向的核聚变大科学装置——CN-H1仿星器。
可控核聚变产业化不足。可控核聚变技术构成复杂。可控核聚变技术面临的技术难关主要集中在以下几个方面:一是高温高压环境的实现与维持。核聚变反应需要在极高的温度(数亿摄氏度)和压力下进行,以使轻原子核克服库伦势垒发生聚变,找到满足这一要求的环境并保持稳定,做到这一点十分困难。二是材料耐久性。在极端的温度和中子辐射下,反应器内部的材料会迅速退化,开发出能够承受长期高温高压和强中子辐射的材料是实现可控核聚变的关键。三是能量正反馈循环的建立,为了实现自给自足的核聚变反应,需要设计出能够有效捕获聚变产生的热量并转化为电能的系统,目前还没有成熟的技术能够实现这一点。四是可聚变反应的控制,精确控制核聚变反应的速率和规模是确保反应安全进行的前提,如何实现对核聚变反应精细调控是一个技术难题。五是建造和运营核聚变反应堆需投入巨额资金,而目前尚未有商业模式能证明其经济可行性。六是放射性废物处理:虽然核聚变产生的放射性废物比核裂变少得多,但如何安全有效地处理及长期存储这些废物依然是一个难题。七是核聚变技术的研发和应用需要多国协作,因此必须建立相应的国际法律法规框架,以协调各国间的努力与利益。
可控核聚变商用化需提速。我国自主设计研发了中国聚变工程试验堆(CFETR),计划到2050年成功进行聚变工程实验堆实验,开始建设聚变商业示范堆,最终实现可控聚变能商用化。当前,中美两国在磁约束和惯性约束两条技术路线上都取得了重要突破,需要依靠政策、技术、资本合力加速推动核聚能商用。建议将南华大学核聚变大科学装置CN-H1仿星器的恢复与重建纳入我省重大科技基础设施建设项目,争取国家政策支持,力争成为中国第一台成功放电的仿星器,探索核聚变研究的差异化实现路径。同时,加大对南华大学核科学与技术学科建设、产学研合作、科技成果转化、研究生培养等方面的长期稳定支持。重点支持衡阳市整合优质特色资源,充分释放“核工业摇篮”磁场效应,建强以核技术应用为主导产业的白沙绿岛高新技术产业开发区。在此基础上,通过政策支持推动可控核聚变的发展,通过技术突破加速产业化进程,并利用创新融资方式促进项目上下游环节的全面布局。
(作者系湖南省中国特色社会主义理论体系研究中心省委党校特约研究员,教授、博士)
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