全国政协委员、中核集团核聚变领域首席专家段旭如

“上届全国两会，作为核领域的科技工作者和科技界的政协委员，我重点关注核科技领域基础研究工作及科普宣传等方面，先后提出了加强核物理与核技术基础研究、加强核科普工作，以及推广辐照灭菌技术应用等方面的建议。今年，我将提出设立国家‘核科学日’，充分发挥核科技工业体系的作用，推进我国核聚变能研发高质量发展等建议。”

我国可控核聚变研究实现跨越发展

核聚变能具有资源丰富、环境友好和固有安全性等明显优势，是目前认识到的最终解决人类经济社会发展中能源问题的重要途径。

“我国可控核聚变研究始于20世纪50年代,几乎与国际上可控核聚变研究同时起步，有着坚实的科技基础与人才积累。特别是参加国际热核聚变实验堆（ITER）计划以来，我国核聚变相关科研实力得到了极大提升，核聚变技术已从过去的跟跑、并跑，到部分技术达到国际领先的水平。”段旭如告诉记者。

在我国，中核集团核工业西南物理研究院（以下简称西物院）是最早从事可控核聚变能源开发的专业研究机构，也是我国参与ITER计划的主要技术支撑单位。段旭如表示，多年来，西物院在聚变装置实验、聚变堆主机关键技术、聚变堆材料部件等领域取得了一系列重大突破。

“比如，现役国家大科学装置‘人造太阳’中国环流器二号A（HL-2A）在国内首次实现高约束模式放电，使我国成为继欧、美、日之后成功实现了高约束模式运行的少数国家之一。通过高水平的装置实验，我们在聚变等离子体输运、约束模式转化、高能粒子等核心物理问题研究方面也取得了一系列具有重要国际影响力的创新成果，西物院原创的超声分子束注入加料技术，已被应用于国际上多个磁约束聚变装置，这些成果引领和推动了国际聚变相关领域的发展。”段旭如说。

去年，由西物院自主设计、建造的新一代“人造太阳”（HL-2M）等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步；由西物院牵头的ITER增强热负荷第一壁半原型部件完成首件制造，且核心指标显著优于设计要求，具备了批量制造条件，标志着我国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术，实现这项核心科技持续领跑。

“我们不仅为ITER贡献了中国方案，也为我国掌握核聚变多项关键技术、未来自主设计建造聚变堆提供了技术保障。”段旭如说。

核聚变研究仍面临关键技术挑战

“ITER计划的启动，标志着磁约束聚变研究由聚变等离子体实验与运行为主，逐步走向发展聚变堆核工程与技术。而要实现核聚变能源应用，仍面临一些关键技术挑战，包括聚变堆大功率加热相关系统的关键技术，以及氘氚聚变等离子体约束与控制、能量提取技术等，特别是氘氚聚变等离子体稳态自持燃烧、聚变堆材料以及氚自持等技术尚有待攻克。”段旭如说。

他指出，首先是等离子体稳态自持燃烧。当前，人们对氘氚燃烧等离子体的科学认知比较欠缺，特别是缺乏相关实验数据，诸如氘氚燃烧等离子体诊断、运行控制、氚燃料循环与处理等关键技术还需进一步发展与验证。

其次是聚变堆材料问题。聚变堆材料除了要经受高热负荷外，还要耐受14兆电子伏特的中子长时间持续轰击，必须保证在极端环境下部件功能和可靠性。当前，国际上普遍缺乏聚变堆材料及部件在聚变中子轰击下的考核数据，也缺乏开展大规模材料部件的考核研究设施。

再者是氚自持问题。未来聚变堆氘氚运行需要大量的氚作为燃料，而氚在自然界中很少，要靠聚变中子与锂进行反应来产生。ITER仅开展有限的氚增殖技术验证，未来聚变堆燃料氚的即时产生、处理、回收等技术，国际上仍在研究中。

“我国需要尽快将实验装置运行提升至堆芯水平，弥补聚变实验研究装置高综合参数运行等技术短板，充分利用ITER消化吸收聚变堆关键技术，重点攻关掌握聚变堆核工程技术，为自主设计、建造和运行聚变堆积累技术和储备人才。”他表示。

急需聚变堆核工程技术人才

“鉴于这些情况，我们要更加充分地发挥核科技工业体系的作用，进一步推进我国核聚变能研发高质量发展。”段旭如告诉记者，这也是此次全国两会他准备的建议之一。

他进一步解释，我国现有的核聚变研发力量主要集中在托卡马克实验研究装置以及等离子体实验与运行等相关技术领域。充分发挥我国核科技工业体系的作用，能够吸引更多有丰富经验的核工程技术力量共同参与，弥补现有聚变研发力量的不足，为早日实现聚变能技术高水平自立自强、加速聚变能研发高质量发展、助推“双碳”目标实现、促进能源新体系构建和保障国家能源安全贡献聚变力量。

同时，他建议设立国家“核科学日”，将每年的9月27日设立为国家“核科学日”，激励“核电人”铭记核工业创业初心，以奋进之姿永葆强核报国之志，并以设立“核科学日”为起点，普及核知识，获取社会公众支持与认可，进一步推动我国核事业高质量发展。