“人造太陽”計(jì)劃：和平利用聚變能

ITER場址圖（圖片來源：ITER官網(wǎng)）

國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（簡稱“ITER”：International Thermonuclear Experimental Reactor）計(jì)劃是當(dāng)今世界最大的大科學(xué)工程國際科技合作計(jì)劃之一，也是迄今我國參加的規(guī)模最大的國際科技合作計(jì)劃。其目標(biāo)是驗(yàn)證和平利用聚變能的科學(xué)與技術(shù)可行性，是未來化解世界性能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的重要途徑，因而該計(jì)劃又被稱為“人造太陽”計(jì)劃。

中國參與的規(guī)模最大的國際科技合作計(jì)劃

ITER計(jì)劃倡議于1985年，并于1988年開始實(shí)驗(yàn)堆的研究設(shè)計(jì)工作。ITER計(jì)劃吸引了包括中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七個(gè)成員方共30多個(gè)國家共同參與，集成了當(dāng)今國際上受控磁約束核聚變的主要科學(xué)和技術(shù)成果，首次建造可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模聚變反應(yīng)的聚變實(shí)驗(yàn)堆，研究解決大量技術(shù)難題，是人類受控核聚變研究走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵一步。經(jīng)過13年努力，耗資15億美元，在集成世界聚變研究主要成果基礎(chǔ)上，ITER工程于2001年完成設(shè)計(jì)。

ITER國際聚變能組織（簡稱“ITER組織”）于2007年10月24日正式成立，ITER計(jì)劃進(jìn)入裝置建造階段。ITER計(jì)劃總部設(shè)在法國南部城市卡達(dá)拉什（Cadarache）。ITER計(jì)劃的實(shí)施分四個(gè)階段：建造期10年；運(yùn)行期20年；去活化階段5年；最后裝置交由東道國退役。

ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克。其裝置中心是高溫氘氚等離子體環(huán)，等離子體環(huán)在屏蔽包層的環(huán)型包套中，在包層外是巨大的環(huán)形真空室。在下側(cè)有偏慮器與真空室相連，可排出核反應(yīng)后的廢氣。真空室穿在16個(gè)大型超導(dǎo)環(huán)向場線圈（即縱場線圈）中。環(huán)向超導(dǎo)磁體將產(chǎn)生5.3特斯拉的環(huán)向強(qiáng)磁場，是裝置的關(guān)鍵部件之一。穿過環(huán)的中心是一個(gè)巨大的超導(dǎo)線圈筒（中心螺管），在環(huán)向場線圈外側(cè)還布有六個(gè)大型環(huán)向超導(dǎo)線圈，即極向場線圈。中心螺管和極向場線圈的作用是產(chǎn)生等離子體電流和控制等離子體位形。上述系統(tǒng)整個(gè)被罩于一個(gè)大杜瓦中，坐落于底座上，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)堆本體。整個(gè)體系還包括：大型供電系統(tǒng)、大型氚工廠、大型供水（包括去離子水）系統(tǒng)、大型高真空系統(tǒng)、大型液氮、液氦低溫系統(tǒng)等。ITER裝置不僅反映了國際聚變能研究的最新成果，而且綜合了當(dāng)今世界各領(lǐng)域的一些頂尖技術(shù)，如：大型超導(dǎo)磁體技術(shù)，中能高流強(qiáng)加速器技術(shù)，連續(xù)、大功率毫米波技術(shù)，復(fù)雜的遠(yuǎn)程控制技術(shù)等等。

中國參與：從無到有，從有到強(qiáng)

2003年2月，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，我國正式開始加入ITER計(jì)劃談判。2006年11月，時(shí)任科技部部長徐冠華代表中方在法國愛麗舍宮共同簽署ITER計(jì)劃《聯(lián)合實(shí)施協(xié)定》和《特權(quán)與豁免協(xié)定》。2007年9月，時(shí)任國家主席胡錦濤正式簽發(fā)協(xié)定批準(zhǔn)書，我國正式加入ITER計(jì)劃。2008年10月，中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心組建成立，ITER中國工作全面展開。

我國作為ITER計(jì)劃的七個(gè)成員方之一，承擔(dān)ITER建設(shè)階段9.09%和運(yùn)行、退役階段10%的經(jīng)費(fèi)，享有ITER100%的技術(shù)成果和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

ITER計(jì)劃是新中國成立以來有機(jī)會(huì)、有能力以平等伙伴身份參加的規(guī)模最大的國際科技合作項(xiàng)目。參加ITER計(jì)劃，是中國為國家未來能源可持續(xù)發(fā)展作出的重大決策，彰顯了我國對(duì)全球重大發(fā)展問題負(fù)責(zé)任的態(tài)度和積極參與國際科技合作、充分利用國際科技資源促進(jìn)自主創(chuàng)新的雄心和決心。

高品質(zhì)兌現(xiàn)承諾，切實(shí)發(fā)出中國聲音

通過參與ITER裝置建設(shè)，以高品質(zhì)兌現(xiàn)我國承諾，填補(bǔ)我國核聚變領(lǐng)域技術(shù)空白。目前正在開展的ITER計(jì)劃工程建設(shè)工作中，我國與ITER組織陸續(xù)簽署18個(gè)采購安排協(xié)議，全面進(jìn)入實(shí)物貢獻(xiàn)國內(nèi)落實(shí)階段。我國攻堅(jiān)克難、全力以赴按時(shí)保質(zhì)開展各項(xiàng)采購包部件系統(tǒng)研發(fā)任務(wù)，在ITER計(jì)劃各參與方中處于領(lǐng)先地位。我國有近30家承擔(dān)ITER任務(wù)的一級(jí)承擔(dān)單位，在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了從無到有、從有到強(qiáng)的跨越，填補(bǔ)了國內(nèi)核聚變技術(shù)空白。我國在ITER導(dǎo)體研制過程中，實(shí)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)股線100%國產(chǎn)化、100%滿足質(zhì)量要求，研發(fā)和生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到國際一流水平。

通過參與ITER組織高層決策管理，切實(shí)發(fā)出中國聲音。近年來，我國在ITER理事會(huì)及其附屬管理委員會(huì)相繼擔(dān)任重要職位，如2018—2019年擔(dān)任理事會(huì)副主席，2016—2017年擔(dān)任財(cái)務(wù)審計(jì)委員會(huì)主席，2014—2015年擔(dān)任管理咨詢委員會(huì)主席，2010—2011年擔(dān)任科技咨詢委員會(huì)主席。2015年我國推薦的專家成功擔(dān)任管理評(píng)估員。這些任職在保障和推動(dòng)ITER計(jì)劃順利實(shí)施的同時(shí)，切實(shí)維護(hù)我國參與ITER計(jì)劃的相關(guān)權(quán)益，提高了中國的發(fā)言權(quán)。

通過參與ITER計(jì)劃，帶動(dòng)我國核聚變科學(xué)技術(shù)發(fā)展。在消化ITER和國際磁約束聚變堆設(shè)計(jì)和技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國已圓滿完成了中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）概念設(shè)計(jì)，目前正在開展工程設(shè)計(jì)。同時(shí)，我國已先后建成了中國環(huán)流器二號(hào)A（HL-2A）和東方超環(huán)（EAST）等裝置，在氚循環(huán)、等離子體控制、測試包層模塊（TBM）、核環(huán)境遙操作及模擬計(jì)算等領(lǐng)域都取得了很大進(jìn)展和突破，多項(xiàng)物理實(shí)驗(yàn)研究成果位于世界前位。HL-2A在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了偏濾器位形放電，高約束模式運(yùn)行，使得我國成為繼美、日、歐之后第四個(gè)實(shí)現(xiàn)高約束模式運(yùn)行的國家。2017年7月，EAST在世界上首次實(shí)現(xiàn)了5000萬度等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運(yùn)行，再次創(chuàng)造了磁約束核聚變研究新的世界紀(jì)錄。

中國參與ITER計(jì)劃十多年來的成績得到了黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人的高度肯定。2014年6月，習(xí)近平總書記在國際工程科技大會(huì)主旨演講中肯定了以ITER計(jì)劃為代表的一大批重大科技工程，稱其對(duì)中國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和工程進(jìn)步起到了重要促進(jìn)作用。2016—2018年，習(xí)近平總書記先后三次參觀由科技部核聚變中心牽頭的我國參與ITER計(jì)劃相關(guān)展項(xiàng)，作出重要指示，為我國聚變領(lǐng)域未來發(fā)展指明了方向。

《北京核聚變宣言》，牽頭組織大科學(xué)計(jì)劃

在ITER計(jì)劃框架下，我國開展了一系列雙邊、多邊國際科技合作，包括中歐、中日、中韓、中美、中俄間核聚變國際合作，并不斷拓寬合作領(lǐng)域，在國際合作中提出中國方案，貢獻(xiàn)中國智慧。2017年科技部核聚變中心牽頭國內(nèi)研究院所，與法國原子能委員會(huì)聯(lián)合成立了中法聚變聯(lián)合研究中心（SIFFER），在ITER建設(shè)安裝與運(yùn)行調(diào)試、核聚變技術(shù)合作、中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）等方面開展合作，為我國創(chuàng)造良好的國際科技合作環(huán)境，有力提升了我國核聚變能源國際合作水平。

借助ITER計(jì)劃，我國通過國際職員派遣和人才培養(yǎng)，鍛煉了一支國際大科學(xué)工程研發(fā)和管理團(tuán)隊(duì)。為提升我國聚變?nèi)瞬拍芰λ刭|(zhì)，科技部已連續(xù)七年舉辦“國際組織及國際大科學(xué)計(jì)劃人才能力建設(shè)研修班”，培訓(xùn)學(xué)員近500人次，持續(xù)儲(chǔ)備核聚變工程技術(shù)和管理人才，已有不少學(xué)員成功赴ITER組織任職。同時(shí)，多措并舉向ITER組織推薦和派遣國際職員、訪問學(xué)者和借調(diào)人員，有針對(duì)性地依托ITER國際組織開展實(shí)地培養(yǎng)。截至2019年7月，ITER組織正式職員總數(shù)為903人，中方職員為85人，占比9.4%，位列除東道方歐盟外其余六方之首。

近年來，隨著在科學(xué)技術(shù)、工程建設(shè)、項(xiàng)目管理、人才培養(yǎng)等方面的全面發(fā)展，中國聚變?cè)诤?nèi)外的影響力不斷提升。在2017年阿斯塔納世博會(huì)、“十二五”國家科技成就展和“砥礪奮進(jìn)的五年”大型成就展上，中國聚變吸引了國家領(lǐng)導(dǎo)人、世界各國媒體和公眾的重點(diǎn)關(guān)注。

2019年6月19—20日，ITER理事會(huì)第二十四屆會(huì)議在法國召開

2017年在慶祝ITER計(jì)劃十周年時(shí)，世界各國核聚變領(lǐng)域的科學(xué)家和領(lǐng)導(dǎo)者肯定了過去十年中國在ITER中扮演的重要角色和中國核聚變事業(yè)的飛速進(jìn)步，共同發(fā)表了《北京聚變宣言》，支持建設(shè)“中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆”（CFETR），通過國際合作互利共贏，為人類未來開發(fā)清潔、安全和可持續(xù)的能源。

黨的十八屆五中全會(huì)提出，我國應(yīng)積極提出并牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程。2018年3月，國務(wù)院印發(fā)《積極牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方案》，為這一戰(zhàn)略任務(wù)描繪了具體路線圖。牽頭組織大科學(xué)計(jì)劃作為建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國的重要標(biāo)志，對(duì)于我國增強(qiáng)科技創(chuàng)新實(shí)力、提升國際話語權(quán)具有積極深遠(yuǎn)意義。我國目前參加了以國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃（ITER）為代表的一批國際大科學(xué)計(jì)劃，為我國未來牽頭組織國際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程積累了經(jīng)驗(yàn)。從ITER計(jì)劃建立之初，我國就參與其中，是重要的參與者和建設(shè)者，獲得了比較全面的參與經(jīng)驗(yàn)。通過全面參加ITER計(jì)劃，我國積極學(xué)習(xí)國際大科學(xué)工程計(jì)劃的組織管理，探索如何在國際大科學(xué)工程中發(fā)揮更大作用，深入了解目前國際上大科學(xué)工程和大科學(xué)裝置的進(jìn)展、商業(yè)運(yùn)作模式、潛在的合作伙伴及商業(yè)機(jī)遇，為后續(xù)牽頭大科學(xué)計(jì)劃的順利實(shí)施提供有益借鑒。（中國國際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心供稿）