先進(jìn)小型模塊化反應堆、第四代核能系統以及熱核聚變堆是全球先進(jìn)核能技術(shù)研發(fā)焦點(diǎn)，是各國搶占先進(jìn)核能技術(shù)制高點(diǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域。七部門(mén)日前聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》明確提出，聚焦核能、核聚變、氫能、生物質(zhì)能等重點(diǎn)領(lǐng)域，打造“采集一存儲一運輸一應用”全鏈條的未來(lái)能源裝備體系。
當前，我國核聚變研發(fā)進(jìn)展如何?如何高效利用研發(fā)資源開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)?小型堆產(chǎn)業(yè)化還需補齊哪些短板?兩會(huì )期間，全國政協(xié)委員、中核集團聚變堆核電站技術(shù)分領(lǐng)域首席專(zhuān)家段旭如就上述問(wèn)題向《中國能源報》記者作出解答。
中國能源報： 目前我國核聚變研發(fā)整體進(jìn)展如何，在國際上處于什么水平?
段旭如： 我國自參加國際熱核聚變實(shí)驗堆(ITER)計劃以來(lái)，相關(guān)科研實(shí)力得到了極大提升，在聚變科研方面培養了一批具有國際視野的人才，建成了多座國際先進(jìn)的研發(fā)平臺，核聚變技術(shù)已從過(guò)去的跟跑到并跑，到部分技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
近年來(lái)，我國核聚變技術(shù)不斷取得突破。在裝置運行方面，東方超環(huán)首次實(shí)現403秒的長(cháng)時(shí)間高約束模運行，國內當前規模最大、參數能力最高的新一代人造太陽(yáng)“中國環(huán)流三號”實(shí)現100萬(wàn)安培等離子體電流高約束模運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀錄，標志我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。
當前，我國正積極籌劃在聚變實(shí)驗堆前盡快開(kāi)展氘氚燃燒等離子體實(shí)驗，以夯實(shí)氘氚運行科學(xué)和技術(shù)基礎，加快向實(shí)驗堆工程階段邁進(jìn)。同時(shí)，我國聚變堆關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)也取得一系列重要進(jìn)展。在聚變堆“點(diǎn)火”所需的外部加熱技術(shù)方面，研發(fā)的射頻負離子源中性束實(shí)現單級加速電壓超160KV，平均束流密超270A/m2，技術(shù)指標國際領(lǐng)先。在聚變堆涉核關(guān)鍵技術(shù)方面，我國ITER產(chǎn)氚包層系統率先通過(guò)ITER設計評審，制造出全球首個(gè)全尺寸聚變堆產(chǎn)氚包層驗證模塊，率先完成ITER增強熱負荷第一壁全尺寸原型件認證，并發(fā)布全球首項核聚變領(lǐng)域國際標準。2023年，中方牽頭實(shí)施的ITER托卡馬克主機安裝第一階段任務(wù)圓滿(mǎn)完成，并得到ITER組織高度肯定?？梢哉f(shuō)，目前我國核聚變研發(fā)整體水平已處于國際第一方陣。
中國能源報： 核聚變作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)備受市場(chǎng)關(guān)注，目前國內參與研發(fā)資源較多，如何有效利用這些資源，加快核聚變產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展?
段旭如： 我國開(kāi)展核聚變能研發(fā)已有60多年的歷史，特別是通過(guò)深度參與ITER計劃及我國政府對核聚變能源開(kāi)發(fā)的重視，國內一批企業(yè)、科研機構、高校在核聚變裝置科研、工程建設、聚變實(shí)驗堆部件制造及大科學(xué)工程管理等方面培養了人才，積累了經(jīng)驗。近年來(lái)，核聚變研究屢獲突破，核聚變能開(kāi)發(fā)正進(jìn)入寶貴戰略機遇期。
多個(gè)國際組織及國家越來(lái)越認識到，核聚變作為氣候和能源安全解決方案的重要性，正加快核聚變能的研發(fā)、示范和商業(yè)部署。核聚變作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)備受市場(chǎng)關(guān)注，除了長(cháng)期深耕該領(lǐng)域的相關(guān)科研機構、中央企業(yè)、高校，近年來(lái)國內部分民企以及民間資本也積極參與核聚變技術(shù)研發(fā)，為聚變能的開(kāi)發(fā)注入新的活力。為有效利用這些資源，在國家層面需制定聚變能發(fā)展路線(xiàn)，明確近中遠期應攻克的核心關(guān)鍵技術(shù)，以便對資源的投入與布局進(jìn)行針對性的引導。
目前，面對實(shí)現核聚變能源應用所亟待解決的一批關(guān)鍵技術(shù)挑戰，無(wú)論是人才還是研發(fā)資源都尚需加強，而且需新建工程難度大、投資高的關(guān)鍵研發(fā)平臺，這都需要國家統籌布局，充分發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，協(xié)調好現有優(yōu)勢科研團隊力量，有效集中人才與資源集智創(chuàng )新。其中，應充分發(fā)揮中央企業(yè)的科技創(chuàng )新主體作用,同時(shí)鼓勵民營(yíng)企業(yè)積極參與可控核聚變研發(fā)，形成開(kāi)放包容、優(yōu)勢互補的新局面。依托企業(yè)在工程設計、材料生產(chǎn)、裝備制造等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)賦能優(yōu)勢，通過(guò)組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等方式，打通科研機構、企業(yè)等構成的創(chuàng )新鏈存在的“堵點(diǎn)”，助推產(chǎn)學(xué)研協(xié)作效率的提升，推動(dòng)聚變堆關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)轉化，推進(jìn)我國核聚變產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
中國能源報： 作為我國核能產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，小型堆長(cháng)期面臨“無(wú)規可依”局面，隨著(zhù)首個(gè)小堆示范工程加快建設和后續產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，小堆是否需要更健全的法規標準?
段旭如： 小堆因其系統設備簡(jiǎn)化、選址靈活、投資少，以及可根據用戶(hù)需求靈活設計和配置等諸多優(yōu)勢，近年越來(lái)越受到核能行業(yè)的關(guān)注，不但是熱電冷三聯(lián)供的理想熱源，還可以實(shí)現核能制氫、海水淡化等用途，推廣小型堆的多用途利用已成為業(yè)界共識。
但目前，針對小堆在項目審批、安全審查、核事故處理、應急補救措施、安全防護等方面的法規標準體系尚不完善,存在較多空白。如果直接套用大型反應堆的法規標準體系，將造成冗余設計過(guò)多,無(wú)法反映小堆自身的優(yōu)勢，反而會(huì )制約小堆的發(fā)展。另外，小堆的選址與建造通常與目標用戶(hù)距離較近，因而受到公眾的更大關(guān)注。因此，需要制定并完善適用于小堆的安全監管法規及相關(guān)標準體系，促進(jìn)小堆項目評審落地，推動(dòng)小堆產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
