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全球首项核聚变领域国际标准正式发布

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全球首项核聚变领域国际标准正式发布

该标准由中核集团统筹组织,核工业西南物理研究院主导编制。

图片来源:视觉中国

实习记者 | 蒋习

在核聚变标准领域,中国率先迈出一大步。

3月8日,中核集团官微消息称,3月6日,国际标准《反应堆技术-核聚变反应堆一核聚变堆高温承压部件的热氦检漏方法》(标准编号为ISO 4233: 2023)正式发布。

该标准由中核集团统筹组织,核工业西南物理研究院主导编制,中核战略规划研究总院核工业标准化研究所参与编制。

这一标准是中国首项核聚变领域的国际标准,也是国际标准化组织(ISO)发布的全球首项核聚变领域国际标准。这提升了中国在国际核聚变领域的影响力,填补了ISO核聚变领域的标准空白。

ISO标准制定过程大致可分为六个阶段,即提案阶段、准备阶段、技术委员会阶段、询问阶段、批准阶段和出版阶段。出版阶段即对外正式发布。

核聚变被认为是解决人类能源需求的终极方案。与目前广泛应用的核裂变相比,核聚变不产生核废料、辐射少、不产生有害及温室气体,更为清洁、高效和安全。

实现核聚变发电的难点包括如何实现上亿度点火和稳定长时间约束控制。目前全球正在研究的可控核聚变技术路线,主要包括磁约束和激光惯性约束等。

惯性约束需要用超大功率激光器产生激光束,射向一个含氘氚的氢球形靶丸上使其崩溃,并产生1亿摄氏度左右的高温,从而触发氢原子聚变,释放大量能量。

磁约束聚变需要利用强大磁场约束氘氚等离子体,在高温高压下发生原子核互相聚合作用,实现可控核聚变,目前研究的装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩及磁镜等。

其中,托卡马克(Tokamak)装置是主攻方向之一。这是一种环形容器,用磁场形成一个“磁笼”将等离子体束缚住,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,实现受控核聚变。

核聚变装置运行时,真空室内涉核部件会面对一亿摄氏度以上高温等离子体和聚变强中子辐照,对承压部件的真空密封性能有极高要求。

热氦检漏则是检验聚变堆真空室内部件(即堆芯部件)真空密封性的关键环节,是有效保障聚变堆安全稳定的运行最关键的环节。

中核集团称,核工业西南物理研究院率先研发了热氦检漏方法,建成中大型热氦检漏设备,制定了核聚变相关专项标准,并上升为国际标准。其核心指标满足国际热核聚变实验堆(ITER)的严格要求,达到了国际领先水平。

ITER是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。2006年,中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和印度共同签署了ITER项目启动协定。2008年,中国全面开展ITER计划工作,承担了其中约10%的研发制造任务。

核聚变是中国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略的最终一步目前,中国磁约束核聚变技术的研究已处于世界前列。

中国从上世纪60年代开始研究可控核聚变,主要依托于隶属中核集团的核工业西南物理研究院、隶属于中国科学院的合肥物质科学研究院等离子体物理研究所等。

1983年,核工业西南物理研究院建成了中国环流器一号(HL-1),标志着中国核聚变研究从理论进入试验阶段。

2006年,中国自行设计、研制的全球第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置成功完成首次工程调试,并于2007年3月通过国家验收,之后实现多次放电。这一装置由中科院合肥物质科学研究院研发。

2022年5月28日,EAST创造新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。这将此前创造的1亿摄氏度20秒原纪录延长了5倍。 

2020年12月4日,由核工业西南物理研究院自主设计、建造的新一代“人造太阳”装置(HL-2M)建成。HL-2M即中国环流器二号M装置,为目前中国最大、参数最高的托卡马克装置。

2022年10月20日,HL-2M取得了突破性进展——等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了中国可控核聚变装置运行新纪录,标志着中国核聚变研发距离聚变点火迈进了重要一步,跻身国际第一方阵。

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中核集团

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全球首项核聚变领域国际标准正式发布

该标准由中核集团统筹组织,核工业西南物理研究院主导编制。

图片来源:视觉中国

实习记者 | 蒋习

在核聚变标准领域,中国率先迈出一大步。

3月8日,中核集团官微消息称,3月6日,国际标准《反应堆技术-核聚变反应堆一核聚变堆高温承压部件的热氦检漏方法》(标准编号为ISO 4233: 2023)正式发布。

该标准由中核集团统筹组织,核工业西南物理研究院主导编制,中核战略规划研究总院核工业标准化研究所参与编制。

这一标准是中国首项核聚变领域的国际标准,也是国际标准化组织(ISO)发布的全球首项核聚变领域国际标准。这提升了中国在国际核聚变领域的影响力,填补了ISO核聚变领域的标准空白。

ISO标准制定过程大致可分为六个阶段,即提案阶段、准备阶段、技术委员会阶段、询问阶段、批准阶段和出版阶段。出版阶段即对外正式发布。

核聚变被认为是解决人类能源需求的终极方案。与目前广泛应用的核裂变相比,核聚变不产生核废料、辐射少、不产生有害及温室气体,更为清洁、高效和安全。

实现核聚变发电的难点包括如何实现上亿度点火和稳定长时间约束控制。目前全球正在研究的可控核聚变技术路线,主要包括磁约束和激光惯性约束等。

惯性约束需要用超大功率激光器产生激光束,射向一个含氘氚的氢球形靶丸上使其崩溃,并产生1亿摄氏度左右的高温,从而触发氢原子聚变,释放大量能量。

磁约束聚变需要利用强大磁场约束氘氚等离子体,在高温高压下发生原子核互相聚合作用,实现可控核聚变,目前研究的装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩及磁镜等。

其中,托卡马克(Tokamak)装置是主攻方向之一。这是一种环形容器,用磁场形成一个“磁笼”将等离子体束缚住,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,实现受控核聚变。

核聚变装置运行时,真空室内涉核部件会面对一亿摄氏度以上高温等离子体和聚变强中子辐照,对承压部件的真空密封性能有极高要求。

热氦检漏则是检验聚变堆真空室内部件(即堆芯部件)真空密封性的关键环节,是有效保障聚变堆安全稳定的运行最关键的环节。

中核集团称,核工业西南物理研究院率先研发了热氦检漏方法,建成中大型热氦检漏设备,制定了核聚变相关专项标准,并上升为国际标准。其核心指标满足国际热核聚变实验堆(ITER)的严格要求,达到了国际领先水平。

ITER是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。2006年,中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和印度共同签署了ITER项目启动协定。2008年,中国全面开展ITER计划工作,承担了其中约10%的研发制造任务。

核聚变是中国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略的最终一步目前,中国磁约束核聚变技术的研究已处于世界前列。

中国从上世纪60年代开始研究可控核聚变,主要依托于隶属中核集团的核工业西南物理研究院、隶属于中国科学院的合肥物质科学研究院等离子体物理研究所等。

1983年,核工业西南物理研究院建成了中国环流器一号(HL-1),标志着中国核聚变研究从理论进入试验阶段。

2006年,中国自行设计、研制的全球第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置成功完成首次工程调试,并于2007年3月通过国家验收,之后实现多次放电。这一装置由中科院合肥物质科学研究院研发。

2022年5月28日,EAST创造新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。这将此前创造的1亿摄氏度20秒原纪录延长了5倍。 

2020年12月4日,由核工业西南物理研究院自主设计、建造的新一代“人造太阳”装置(HL-2M)建成。HL-2M即中国环流器二号M装置,为目前中国最大、参数最高的托卡马克装置。

2022年10月20日,HL-2M取得了突破性进展——等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了中国可控核聚变装置运行新纪录,标志着中国核聚变研发距离聚变点火迈进了重要一步,跻身国际第一方阵。

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