2050年实现核聚变商业发电,中国走到了哪一步?相关专家介绍中国聚变能技术研发情况
核聚变商业化发展阶段 - 核聚变商业化发电需经历原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六个阶段,中国目前已处于第三个阶段即燃烧实验阶段 [1] - 中国计划在2050年前后建成可商用的核聚变发电站,该时间表与其他国家相近 [2] - 公司正按照实验堆、示范堆、商业堆的客观规律开展研发,预计2027年左右开展燃烧等离子体实验,随后进行先导堆建设以演示聚变能输出 [2] 当前技术进展与规划 - 中国燃烧等离子体的参数条件已经具备,新一代人造太阳"中国环流三号"装置正在升级并将开展燃烧等离子体相关实验研究 [1][7] - 公司在原创技术策源地开展堆芯材料、加热、诊断、控制、氚循环等技术的研发,旨在通过各种平台快速实现技术突破 [7] 核心技术挑战 - 实现核聚变需将氘氚等离子体加热至超1亿摄氏度(约为太阳核心温度的6-7倍),并采用非接触式约束技术控制高温等离子体 [5] - 磁约束途径中的托卡马克装置已最接近堆芯所需等离子体参数,但进一步提高聚变功率增益、改善等离子体约束性能和稳定性以获得净能量输出仍是巨大挑战 [5] - 技术难点包括辐照对材料的影响、燃烧等离子体物理、氚自持等,尚未完全突破 [6] 材料与工程难题 - 需找到耐超高温和强中子辐射的结构材料,国际上采用特种低活化钢和钨等材料,但仍需提高抗辐射脆化能力 [6] - 超导磁体采用昂贵的铌锡、铌钛合金或高温超导带材,在制造和装配上面临巨大工程挑战 [6] - 燃料循环方面,需攻克用聚变中子增殖氚以及高效提取、回收、净化和安全储存氚等技术 [6]