国际受控核聚变研究国际会议开幕：全球科学家共探“人造太阳”能源之路
时间： 2025-03-11 10:11:14 阅读： 63
1986年11月13日，由国际原子能机构主持的第十一届等离子体物理及受控核聚变研究国际会议在日本京都召开。来自美国、日本、欧洲经济共同体、中国、苏联等43个国家和地区的700余名科学家齐聚一堂，围绕托卡马克型核聚变装置的研发进展展开深入探讨，标志着人类向可控核聚变能源实用化迈出关键一步。
一、会议背景与核心议题
本次会议聚焦托卡马克装置的技术突破与科学验证。托卡马克作为一种利用磁场约束高温等离子体的环形装置，被视为实现可控核聚变发电的最优技术路线。会上，日本、美国和欧洲共同体分别展示了其主导的三大试验装置——JT-60（日本）、TFTR（美国）和JET（欧洲）——的最新成果。
表1：1986年全球三大托卡马克装置关键参数对比
| 装置名称 | 最高温度（℃） | 约束时间（秒） | 中子密度（亿个/cm3） |
|---|---|---|---|
| 日本JT-60 | 1亿以上 | 短时连续运转 | 未公开 |
| 美国TFTR | 1亿以上 | 0.15 | 30万亿 |
| 欧洲JET | 1亿以上 | 0.6 | 25万亿 |
欧洲共同体在报告中指出，JET装置已实现温度超1亿摄氏度、约束时间0.6秒的突破，接近“临界等离子体三条件”（温度1亿度、约束时间1秒、中子密度50万亿个/cm3）的目标。美国则通过TFTR装置验证了更高密度的等离子体稳定性，为后续提升能量输出奠定基础。
二、技术突破与挑战
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燃料与反应原理
核聚变以氘、氚等轻元素为燃料，氘可从海水中提取（每升海水含0.03克氘，相当于300升汽油能量），氚可通过锂转化，资源近乎无限。然而，氚的放射性特性及中子辐射对反应堆材料的损伤仍是工程难题。 -
等离子体约束难题
托卡马克需将等离子体加热至超1亿摄氏度，并通过强磁场防止其接触容器壁。会上提出“高频加热”等创新方案，日本JT-60通过电磁波加热技术实现短时连续运转，为稳态运行提供新思路。 -
国际合作的价值
苏联学者首次公开托卡马克原始设计理念，中国代表团则分享了磁约束理论研究进展。多国数据共享加速了“三乘积”（温度、密度、约束时间）指标的提升，推动实验从分钟级向小时级迈进。
三、能源前景与全球竞速
会议明确了核聚变能源的三大优势：零碳排放、燃料无限、固有安全性。科学家预测，若突破稳态运行与材料寿命瓶颈，核聚变电站有望在30-50年内并网发电。
当前技术路线分化：
- 磁约束（托卡马克）：主流路径，全球在建装置超20台，中国EAST装置于2021年实现1.2亿摄氏度101秒运行。
- 惯性约束：美国国家点火装置通过激光压缩靶丸引发聚变，2022年首次实现能量净增益。
- 商业探索：美国Helion能源公司计划2028年建成50兆瓦级示范电站，采用氘-氦3反应减少中子辐射。
四、争议与未来方向
尽管进展显著，会上仍存分歧：
- 技术路线之争：欧洲学者主张扩大托卡马克规模，美国部分团队倾向探索球形环等新型磁约束设计。
- 资源分配问题：发展中国家呼吁建立技术转让机制，避免发达国家垄断专利。
国际原子能机构宣布将启动“聚变能路线图”计划，协调各国在燃料循环、材料测试等领域的合作，目标在21世纪中叶实现示范堆发电。
五、中国的角色与贡献
中国自20世纪70年代加入全球核聚变研究网络，此次会议为中方团队提供了关键技术交流平台。1984年，中国环流器一号（HL-1）建成，成为继美、苏、日、欧后第五个拥有托卡马克装置的国家。后续研发的EAST装置（全超导托卡马克）在长脉冲高参数等离子体实验中多次刷新纪录，为ITER（国际热核聚变实验堆）计划提供关键数据支撑。
编者按：这场历时8天的会议不仅见证了人类驾驭“恒星之火”的阶段性胜利，更确立了国际合作在攻克终极能源难题中的不可替代性。从实验室到电网，从氘氚反应到氦3聚变，科学家的每一步探索都在重塑未来能源版图。
