電影《流浪地球》中，有這樣一個(gè)情節(jié)令人印象深刻：人類給地球安裝上萬(wàn)座巨大的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”，推動(dòng)地球開(kāi)啟“流浪之旅”，這些發(fā)動(dòng)機(jī)依靠的就是核聚變產(chǎn)生的能量。科幻電影中的場(chǎng)景，讓大家對(duì)核聚變、“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”等核能應(yīng)用的未來(lái)圖景充滿向往。
“硬核”跨越
打開(kāi)核能應(yīng)用新圖景
讓聚變能推動(dòng)星球旅行現(xiàn)在可能為時(shí)尚早，但點(diǎn)亮一盞燈卻大有希望。在安徽合肥，就有一個(gè)酷似“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”的裝置。
總臺(tái)央視記者張叢婧：在合肥未來(lái)大科學(xué)城，緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST正在加速建設(shè)中，目前已經(jīng)進(jìn)入總裝階段。與此同時(shí)，超導(dǎo)磁體、加熱等關(guān)鍵系統(tǒng)也正在加緊研制，它的目標(biāo)是要在地球上實(shí)現(xiàn)用核聚變能“點(diǎn)亮第一盞燈”。
BEST又被稱為“人造太陽(yáng)”，其實(shí)是在地球上創(chuàng)造類似太陽(yáng)內(nèi)部的環(huán)境，模擬它發(fā)光發(fā)熱的過(guò)程，也就是核聚變反應(yīng)，并讓這種反應(yīng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所研究員 陳肇璽：未來(lái)裝置主機(jī)就會(huì)安放在這里邊，上億攝氏度的等離子體就會(huì)在里邊的最中心產(chǎn)生，聚變反應(yīng)就能夠發(fā)生。目前地球上很難有一種材料能耐受住這么高的溫度，我們首先產(chǎn)生一個(gè)非常高的真空環(huán)境，然后利用很多的超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的“磁籠子”，把等離子體很好地約束在里面，實(shí)現(xiàn)這個(gè)部件的安全運(yùn)行。
工程師告訴記者，整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置由數(shù)百萬(wàn)個(gè)零部件組成，總重量達(dá)6000噸。按計(jì)劃，它將于2027年基本建成，之后將在世界上首次演示聚變能發(fā)電，為聚變能發(fā)電商業(yè)化應(yīng)用提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所工程師 蔡其敏：在“十四五”期間，合肥科學(xué)島的EAST(東方超環(huán))裝置上面突破了億度千秒大關(guān)，推動(dòng)核聚變研究從基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向了工程化的建設(shè)。我們現(xiàn)在所處的位置就是這個(gè)裝置的預(yù)裝大廳，目前我們是在緊鑼密鼓地建設(shè)這個(gè)園區(qū)。
總臺(tái)央視記者 張叢婧：為什么現(xiàn)在這么緊迫地在施工？
中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所工程師 蔡其敏：因?yàn)槲覀兊哪繕?biāo)非常清晰，在“十五五”期間能夠把這個(gè)聚變能演示發(fā)電出來(lái)。國(guó)家已經(jīng)把核聚變能作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)，帶領(lǐng)著聚變界去布局相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈，真真正正地把聚變從原始的基礎(chǔ)研究推向全社會(huì)化的領(lǐng)域平臺(tái)。
作為清潔能源，核能發(fā)電一直是我國(guó)探索的方向。“十四五”期間，我國(guó)第四代核電技術(shù)也取得突破。在山東榮成，全球首座投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的第四代核電站，目前已累計(jì)安全穩(wěn)定運(yùn)行近萬(wàn)小時(shí)。
電站的核心建筑是核島，核反應(yīng)堆就在里面。經(jīng)過(guò)一系列報(bào)備和安檢，記者進(jìn)到了核島內(nèi)部。
總臺(tái)央視記者張叢婧：我現(xiàn)在是換了一身裝束，此刻已經(jīng)是全副武裝，因?yàn)槲疫M(jìn)到了核心區(qū)域，在我身旁的黃色圓柱體內(nèi)就是核反應(yīng)堆，此時(shí)此刻這里正在進(jìn)行著核反應(yīng)。我們離它這么近，會(huì)不會(huì)有核輻射呢？我身上的測(cè)量?jī)x顯示的數(shù)字是0，這就意味著我身處的環(huán)境核輻射劑量是0，甚至比外面自然環(huán)境的核輻射還要低。
華能山東石島灣核電有限公司運(yùn)行部副主任 張宜金：我在這工作已經(jīng)十多年了，這十多年我一共所受到的輻射劑量就相當(dāng)于拍了一次X光。給反應(yīng)堆提供能量的就是我手上的燃料球，每個(gè)反應(yīng)堆里邊有大概43萬(wàn)個(gè)這樣的小球，它能承受1620攝氏度左右的高溫。反應(yīng)堆正常運(yùn)行的時(shí)候，最高溫度可能在1000攝氏度左右，給我們提供了非常好的安全性。
工作人員告訴記者，目前，核島1.5萬(wàn)多臺(tái)(套)設(shè)備中，有2200臺(tái)(套)為國(guó)內(nèi)首臺(tái)(套)，世界首創(chuàng)型設(shè)備超過(guò)660臺(tái)，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到93.4%。
華能山東石島灣核電有限公司總經(jīng)理 常重喜：在“十五五”期間，國(guó)產(chǎn)化率爭(zhēng)取能提高到百分之百，同時(shí)提升整體系統(tǒng)設(shè)備的可靠性。在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，我們還會(huì)再做進(jìn)一步的研究，讓大國(guó)重器發(fā)揮更大的效能和作用。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十四五”期間，我國(guó)在運(yùn)、在建以及核準(zhǔn)待建核電規(guī)模世界第一，核電技術(shù)邁入世界先進(jìn)國(guó)家行列，核電自主創(chuàng)新能力顯著提升。
探索未來(lái)能源
核能產(chǎn)業(yè)加速布局
從當(dāng)下持續(xù)升級(jí)的能源轉(zhuǎn)型，到探索前瞻性的未來(lái)科技，我國(guó)在核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑世界的跨越。眼下，這一產(chǎn)業(yè)正加速布局、百花齊放。
采訪中記者發(fā)現(xiàn)，聚變能源作為未來(lái)能源中最具潛力的形態(tài)，不僅是科研院所，龍頭企業(yè)、初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)都在爭(zhēng)相競(jìng)逐這一新賽道。
在河北省緊湊型聚變重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，由龍頭能源企業(yè)主導(dǎo)的可控核聚變實(shí)驗(yàn)正在緊張進(jìn)行。在四川成都一個(gè)產(chǎn)業(yè)園的廠房?jī)?nèi)，由初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一套核聚變研發(fā)裝置樣機(jī)已經(jīng)搭建完成。
眼下，不少地方也依托自身優(yōu)勢(shì)，積極探索差異化發(fā)展路徑。
中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院無(wú)線電所副所長(zhǎng) 李藝銘：可控核聚變呈現(xiàn)出了資本加速和科學(xué)驗(yàn)證進(jìn)入工程化早期的驗(yàn)證階段。我們已經(jīng)逐漸形成了一個(gè)由上海、安徽和四川為核心的布局，河北、浙江等地方也都在布局可控核聚變。
記者梳理發(fā)現(xiàn)，今年以來(lái)，核聚變賽道一級(jí)市場(chǎng)融資超百億元，體現(xiàn)出市場(chǎng)對(duì)“十五五”期間核聚變產(chǎn)業(yè)鏈成型、產(chǎn)業(yè)體系完善和應(yīng)用場(chǎng)景突破的良好預(yù)期。
中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院無(wú)線電所副所長(zhǎng) 李藝銘：“十五五”期間我國(guó)可控核聚變將從示范走向規(guī)模化應(yīng)用的新階段，有望激活萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)空間。我國(guó)已經(jīng)與全球超過(guò)50個(gè)國(guó)家和140余家科研機(jī)構(gòu)建立了合作伙伴關(guān)系，可控核聚變正在成為我國(guó)踐行全球“碳達(dá)峰”“碳中和”承諾的重要合作點(diǎn)。
監(jiān)制丨王琰 岳群 劉若欠
制片人丨朱江 楊曉波 葉承露
記者丨張叢婧 王利 葛啟文 任鑫玉 宋建春 威海臺(tái) 榮成臺(tái)
編輯丨張博 張昊 都蕓
(央視新聞客戶端)