抓住機遇，中國氚科技需迎頭趕上

　　“隨著民用核聚變能源技術的發展，現有的氚科技水平，已無法滿足未來聚變堆開展大規模操作的應用需求，必須發展與之相適應的氚科學與技術。”

　　今年是國務院批準設立“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃專項”、全國人大常委會審議通過國際熱核聚變實驗堆計劃及ITER組織正式成立三個重大事件十年的里程碑年。我國核物理專家彭先覺院士在11月23日至24日召開的香山科學會議上，發出如此呼吁。

　　核聚變研究已向能源堆方向發展

　　氚，是一種具有放射性的氫同位素，可與氫的另一種同位素氘發生核聚變反應，并產生大量能源。這是目前地球上最容易實現的核聚變反應。相比核裂變，這種核聚變能源更為清潔安全。

　　“在氘—氚核聚變反應中，氘為天然存在的穩定核素，儲量豐富且易于提取；而氚為人造核素，必須使用專門技術獲取。”科技部ITER執行中心潘傳紅研究員介紹，這就使相關氚科學與技術成為開發核聚變能源進程中必須掌握的核心技術。

　　ITER的基本原理也是氘—氚核聚變反應。這項計劃由中、歐、日、韓、俄、美、印等多個國家和地區共同參與，是我國迄今參與的規模最大的國際科技合作計劃。

　　彭先覺介紹，以參加ITER計劃為契機，2008年我國啟動了ITER計劃專項國內配套研究工作。其中包括中國磁約束聚變工程實驗堆（CFETR）的概念設計研究。

　　“ITER的建造說明核聚變研究正向核聚變能源堆的方向發展，而聚變能源堆的建設和運行必須得到氚科學技術的大力支持，同時也對氚科學技術提出重大挑戰。”中國科學院等離子體物理研究所萬元熙院士說。

　　材料、器件和設備仍是短板

　　“最大的機遇和挑戰，就是對氚的操作從克量級跨越式上升到公斤量級。”中國工程物理研究院研究員蒙大橋在接受科技日報記者采訪時說。

　　蒙大橋解釋，未來ITER開始運行后，氘氚等離子體將會在溫度高達1億攝氏度的反應器中燃燒。要保證這個“人造太陽”不熄火，需要大約3公斤的氚在復雜的管路中不斷循環，而以往大多以克為單位，甚至以居里（相當于萬分之一克）為單位。

　　“同時處理這么多的氚，會涉及眾多科學技術問題。”蒙大橋說，比如需要提高對氚的處理效率，因為處理慢意味著管路中將滯留更多的氚。另外，聚變裝置中極端高溫、高輻照，材料的原有性能容易失效，而氚又十分容易滲透，這也對涉氚材料和設備提出極其苛刻的要求。

　　彭先覺介紹，目前我國氚科學技術雖在某些方面取得可喜進展，但整體上與歐、美、日仍存在明顯差距。例如，仍缺乏數百克甚至公斤級氚操作的工程可行性驗證試驗。而且由于基礎薄弱，國內涉氚材料、器件和設備的研發能力仍是短板。

　　“中國應以ITER的建設和CFETR的規劃作為重大工程牽引，帶動氚的處理工藝，涉氚材料和設備，氚的分析、測量和監測等一系列氚科學技術的發展。”蒙大橋說，與此同時還可以圍繞氚的排放、氚的安全操作等制定相應的規范和標準。

　　中國工程物理研究院材料研究所所長羅文華研究員也呼吁，國內相關科研院所、高校和企業應廣泛聯合，進一步對聚變堆氘氚燃料循環所涉及的技術和工程問題開展系統、深入、全面的研究，以支撐我國聚變能的跨越式發展。