作為清潔、穩(wěn)定的能源，國資小新，

過去半個世紀(jì)的核能

全球近一半的低碳電力都得到了貢獻(xiàn)，

維護(hù)世界能源安全，

應(yīng)對全球氣候變化，

促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)增長作出了重要貢獻(xiàn)。

目前，核能也是我們國家

提高能源結(jié)構(gòu)，保證能源安全，

實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的中堅(jiān)力量。

由“一堆一器”到“核能三步走”，

中國核工業(yè)已經(jīng)走過

艱苦而輝煌的歷程。

和小新一起，今天

重新走核工業(yè)路，

追尋核工業(yè)先輩的創(chuàng)業(yè)足跡，

探索大國自信來自“核心”——

建立中國核工業(yè)“硬核”自信

在北京西南郊區(qū)的一個沙灘和田野里，有一個由“核”建造的小鎮(zhèn)——房山新鎮(zhèn)。這是中國核科技的發(fā)源地，中國原子能科學(xué)研究院(以下簡稱“原子能學(xué)院”)就位于這里。

1955年，黨中央作出戰(zhàn)略決策，大力發(fā)展中國核能，決定從蘇聯(lián)引進(jìn)一個直徑1.2米的重水型試驗(yàn)反應(yīng)堆和一個直徑1.2米的旋轉(zhuǎn)加速器。僅僅兩年多的時間，一個新的核能科學(xué)研究基地就在1956年開工。

核技術(shù)的發(fā)展離不開反應(yīng)堆、加速器等大型科學(xué)設(shè)備，核技術(shù)水平集中體現(xiàn)在反應(yīng)堆、加速器等先進(jìn)水平上。

1958年，在蘇聯(lián)的支持下，原子能院建成了中國第一個重水反應(yīng)堆和第一個旋轉(zhuǎn)加速器(簡稱“一堆一器”)。隨著中國進(jìn)入核能時代，中國核科學(xué)研究的技術(shù)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)手段有了顯著提高。

圍繞“一堆一器”，原子能院在中國“兩彈一艇”的研發(fā)中做出了歷史性貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了大量舉世矚目的研究成果，培養(yǎng)和運(yùn)輸了一批優(yōu)秀人才，為中國核科技事業(yè)和核工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，被稱為中國核工業(yè)的“搖藍(lán)”和“老母雞”。在國家表彰的23位“兩彈一星”獎?wù)芦@獎?wù)咧?，?位在這里立下了巨大的成就。

“一堆一器”見證了中國核工業(yè)從零開始的歷史，這是中國核工業(yè)的開始，也是中國“硬核”的開始。

如今，第一個重水反應(yīng)堆已經(jīng)關(guān)閉，第一個旋轉(zhuǎn)加速器已經(jīng)退役。原子能院也從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內(nèi)加速器和反應(yīng)堆類型最多的綜合R&D基地。

在反應(yīng)堆方面，從1964年開始，中國第一個國產(chǎn)反應(yīng)堆——49-2游泳池反應(yīng)堆是由原子能院自行設(shè)計(jì)和建造的。到1984年，中國第一個微型中子源反應(yīng)堆(原型微型堆)已經(jīng)建成。到2010年，中國先進(jìn)的研究堆和中國的實(shí)驗(yàn)快堆相繼建成...原子能院加快建設(shè)一體化快堆核能體系，推動中國核能技術(shù)更新。確保核能“三步走”戰(zhàn)略走穩(wěn)走穩(wěn)，為國家能源安全提供解決方案。

隨著反應(yīng)堆的快速發(fā)展，原子能院加速器的研發(fā)也取得了突破。從最初幾百KeV的低能加速器到現(xiàn)在的230MeV超導(dǎo)質(zhì)子回旋加速器，BNCT(硼中子俘獲治療)強(qiáng)流質(zhì)子回旋加速器等。，一批批中高能加速器逐漸產(chǎn)業(yè)化，為一些醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域的高科技課題提供了全新的解決方案。

探索全球核電的“未來選擇”

在我國，海南是核電比例最高的省份。

在海南昌江，藍(lán)天白云，椰風(fēng)海韻。核電基地與自然環(huán)境和諧共處，繪制綠色畫軸，不斷為海南自貿(mào)港建設(shè)的蓬勃發(fā)展提供強(qiáng)大的綠色清潔能源支撐?！傲猃堃惶枴?于是就在這里如火如荼的建設(shè)。

“玲龍一號”是世界上第一個小型陸地商業(yè)模塊化壓水堆，也是繼“華龍一號”之后中國核電自主創(chuàng)新的重要成果。作為華龍一號的“小兄弟”，小堆“玲龍一號”被公認(rèn)為“精致”。

雖然小堆很小，但并不是簡單地“微型化”大型壓水堆。在“玲龍一號”的諸多特點(diǎn)中，最顯眼的是集成設(shè)計(jì)和模塊化建設(shè)。

一體化設(shè)計(jì)是將反應(yīng)堆的多個核心設(shè)備集合在一起。如果說很多傳統(tǒng)的臺式電腦都是由屏幕主機(jī)的鍵盤鼠標(biāo)組成的，那么一小堆“玲龍一號”就是一個輕便、方便、安全的一體式筆記本。

模塊化施工是指“玲龍一號”的主體系統(tǒng)和施工都是模塊化的，可以批量制造工廠。組裝核反應(yīng)堆就像組裝家電一樣，通過流水線操作、運(yùn)輸和快速安裝，簡單、快速、高效。

以上各種優(yōu)勢，如“玲龍一號”安全性高、布局靈活、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等。，也讓它成為一個真正的“全能玩家”，不僅可以用于核能發(fā)電，還可以在區(qū)域供熱、海水淡化、工業(yè)供暖等非電力領(lǐng)域提供一切，從而有效解決內(nèi)陸地區(qū)、島嶼、海上油氣鉆井平臺等地區(qū)的能源供應(yīng)，因此也被稱為“移動充電寶”。

作為世界第一堆，“玲龍一號”的建設(shè)無法借鑒。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)以高質(zhì)量、精細(xì)化管理為抓手，加強(qiáng)項(xiàng)目整體規(guī)劃，采用“接力棒”工程統(tǒng)籌管理機(jī)制，分解任務(wù)，細(xì)致落實(shí)，確保上筒組裝、無損檢測等工作穩(wěn)步有序推進(jìn)，使上筒吊裝具有提前吊裝條件。

截至2024年3月，小堆項(xiàng)目已開工32個月，項(xiàng)目有27個里程碑節(jié)點(diǎn)，15個一級里程碑節(jié)點(diǎn)已完成。目前小堆項(xiàng)目已進(jìn)入安裝高峰階段，核島反應(yīng)堆廠外穹頂?shù)跹b到位，常規(guī)島汽輪機(jī)安裝已開始。目前，工程建設(shè)已全面進(jìn)入全面安裝階段，工程建設(shè)安全質(zhì)量總體可控。

“玲龍一號”更小、更靈活、更安全、用途更廣泛，不僅是“核能充電寶”，也是大國重器中一張美麗的“國家名片”，代表著中國核能技術(shù)的新高度。中國核電在不斷突破中創(chuàng)造了輝煌，從“跟隨”、“并駕齊驅(qū)”到“領(lǐng)先”。

今后，讓我們期待“玲龍一號”帶來更多的“核選擇”。

揭開“人造太陽”的神秘面紗

聚變能是我國核能發(fā)展實(shí)施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略的最后一步，也是解決能源問題的最后一步。

萬物復(fù)蘇靠太陽。太陽內(nèi)部，核聚變無時無刻不在發(fā)生，為大自然帶來最常見的能量來源。

古代贊美父親的日子，現(xiàn)在核工業(yè)西南物理研究所(以下簡稱西物院)有了新一代的“人造太陽”。如果你想知道“人造太陽”，你必須首先知道什么是核聚變。

核聚變是兩個輕原子核的聚集，生成新的更重原子核，在反應(yīng)過程中釋放巨大的能量?？煽睾司圩冊O(shè)備被稱為“人造太陽”，因?yàn)樘柾ㄟ^核聚變產(chǎn)生持續(xù)的能量。

目前，可控核聚變主要有磁約束、重力約束和慣性約束三種技術(shù)路線。主流托卡馬克設(shè)備屬于磁約束。目前，國際主流使用氫的同位素和釩作為核聚變?nèi)剂稀?/p>

什么是“人造太陽”的重要性？這個要從核聚變能的優(yōu)點(diǎn)說起。

從核聚變?nèi)剂系慕嵌葋砜矗Ｑ笾写嬖诖罅康拿禾?，煤炭可以通過地球上富含的鋰轉(zhuǎn)換。同時，核聚變可以通過少量燃料獲得巨大的能量。從一升海水中提取的煤炭燃料完全用于核聚變反應(yīng)，釋放的能量相當(dāng)于燃燒300升汽油。豐富的燃料儲量和巨大的能量密度意味著“能源自由”可以實(shí)現(xiàn)。

另一方面，核聚變反應(yīng)的產(chǎn)生物是氦，對環(huán)境無害。而且由于核聚變反應(yīng)條件極其苛刻，如果不滿足任何條件，聚變反應(yīng)會自動停止，具有固有安全性高的特點(diǎn)。

因此，核聚變能是目前認(rèn)識到的重要途徑之一，具有資源豐富、環(huán)境友好、固有安全性高的優(yōu)點(diǎn)，最終可以解決全球能源問題。人類一旦掌握了核聚變能，就會有數(shù)百億年的綠色能源。

實(shí)現(xiàn)地球核聚變反應(yīng)的條件非常嚴(yán)格：需要高溫、高密度、高能量的約束時間。

例如，在核聚變過程中，等離子體的離子溫度需要超過1億攝氏度，要知道太陽的核心溫度只有1500萬至2000萬，在地球上建造一個高溫生成物，其難度比太陽溫度高近10倍。

目前，地球上沒有可以直接包裹1億攝氏度高溫等離子體的材料?？茖W(xué)家們想到了一種方法——用強(qiáng)磁場約束帶電顆粒，而“人造太陽”的真空室就是這樣一個容器。

幾十年來，中國一代又一代科學(xué)家在可控核聚變領(lǐng)域進(jìn)行了持續(xù)而深入的探索。西物院作為中國最早致力于可控核聚變和等離子體物理研究的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，在聚變領(lǐng)域建立了具有里程碑意義的三代重要平臺，即中國環(huán)流一號、中國環(huán)流二號和新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”。

2020年建成的“中國環(huán)流三號”，總高度8.39米，直徑8米，等離子體離子溫度可達(dá)1.5億度，是目前中國規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克設(shè)備，也是我國新一代先進(jìn)的磁約束核聚變試驗(yàn)研究設(shè)備。

整個裝置中間有一個環(huán)形超高真空器皿，也就是“人造太陽”的心臟-真空室。里面的真空值可以達(dá)到10-6次方帕的量級，里面會產(chǎn)生強(qiáng)磁場，里面的帶電粒子會受到磁場的約束和控制，而這個強(qiáng)磁場就是通過向線圈通電產(chǎn)生的“磁鐵籠”，就是磁約束核聚變。

“人造太陽”的工作原理是將氣體注入這樣一個大型環(huán)形真空容器中，然后將氣體電離成等離子體，然后用強(qiáng)磁場控制帶電顆粒，然后加熱加壓，從而實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的條件。

中國環(huán)流三號等離子體電流于2022年10月實(shí)現(xiàn)115萬安培，創(chuàng)造了我國可控核聚變設(shè)備運(yùn)行的新紀(jì)錄。2023年8月，中國環(huán)流三號在100萬安培等離子體電流下首次實(shí)現(xiàn)高約束模式運(yùn)行，再次刷新了我國磁約束聚變設(shè)備的運(yùn)行記錄。2023年底，中國環(huán)流三號向全世界開放，邀請全世界的科學(xué)家來中國集智攻關(guān)，共同追求“人造太陽”的能源理想。

如今，西物院的可控核聚變研究在一次又一次的實(shí)驗(yàn)、一組數(shù)據(jù)和部件中穩(wěn)步推進(jìn)。科學(xué)家認(rèn)為，總有一天，核聚變可以點(diǎn)亮成千上萬盞燈。

原標(biāo)題：“從“一堆一器”到核能“三步走”，大國自信來自“核”?！?/p>

閱讀原文

本文僅代表作者觀點(diǎn)，版權(quán)歸原創(chuàng)者所有，如需轉(zhuǎn)載請?jiān)谖闹凶⒚鱽碓醇白髡呙帧?/p>

免責(zé)聲明：本文系轉(zhuǎn)載編輯文章，僅作分享之用。如分享內(nèi)容、圖片侵犯到您的版權(quán)或非授權(quán)發(fā)布，請及時與我們聯(lián)系進(jìn)行審核處理或刪除，您可以發(fā)送材料至郵箱：service@tojoy.com