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财经纵横

走进合肥“科学岛”(直击)

http://www.sina.com.cn 2006年12月01日 00:18 人民网-市场报

  

公众参见EAST装置主机。

  钟星摄中科院等离子体物理研究所是“科学岛”上的4家研究所之一。新一代核聚变实验装置——超导托卡马克核聚变实验装置(简称EAST装置)就是由该所承担建设的,此项工程被列为国家“九五”大科学工程。在今年9月28日首轮物理放电实验过程中,EAST成功获得电流超过240千安、时间2.7秒的高温等离子体放电,标志着世界上新一代EAST已在中国首先建成并正式投入运行。国内外专家一致认为,这是全世界聚变能开发的杰出成就和重要里程碑。

  11月27日,记者怀着激动的心情,带着对科学的向往,走进了合肥“科学岛”,听这里的专家详解 EAST装置及它承载的科研使命。

  “以前可没有这样漂亮,那时这里还是个荒岛。”1974年就来到“科学岛”从事

等离子体研究的毛剑珊研究员见证了“科学岛”的发展。言谈中,记者能感受到科研人员在这里创业创新的忘我与艰辛,以及他们获得成功后的那种低调与自豪。

  随后,毛剑珊研究员用科普的方式给记者讲述了深奥的EAST装置的工作原理及应用前景。

  未来10年内,

  EAST将保持世界先进水平

  9月28日,由中科院等离子体所自主设计、自主建造的EAST试验成功,获得了电流240千安、时间2.7秒的高温等离子体放电。毛剑珊研究员介绍说,历经8年、耗资2亿人民币建成的EAST与国际上同类实验装置相比,是使用资金最少,建设速度最快,投入运行最早,投入运行后最快获得首次等离子体的先进全超导托卡马克核聚变实验装置。如印度的托卡马克核聚变实验装置已经花去10年时间,但仍然没有正式投入运行;韩国全超导托卡马克核聚变实验装置已耗费5亿美元,还未建成;美国的同尺寸装置也投入了7000万美元,仅进行了部件的预制研究,装置没有建造。而作为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,EAST在未来10年内将保持世界先进水平。

  记者在实验控制室看到,内墙直径7.62米,高11米,总重量410吨的EAST装置,从内到外一共由5层部件构成,每层都起到隔热保温作用,最内层的环行磁容器像个巨大的游泳圈。一旦进入实验状态,“游泳圈”内部将达到上亿摄氏度的高温,这也正是模拟太阳核聚变反应的关键部位。通过磁力线的作用,等离子体被约束在“游泳圈”中运行,发生聚变反应。

  毛剑珊研究员介绍,在EAST科研过程中,我国科学家靠自身能力解决了大型超导磁体研制等许多重大科学技术难题,获得了一系列具有自主知识产权的高新技术。EAST比国际热核聚变实验堆ITER在规模上小很多,但两者都是全超导非圆截面托卡马克,即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的,而EAST至少比ITER早投入实验运行10年至15年。因此,无论从人才培养和奠定工程技术及物理基础的角度上说,EAST都将为ITER计划作出重要的、实质性的贡献,进而为人类开发和最终使用核聚变能作出重要贡献。

  面临资金、技术、人才3大难题

  核聚变能商业运行仍待时日

  EAST大科学工程总负责人万元熙研究员曾预测,核聚变能投入商业运行最快也要30至50年时间。他说,ITER即使能够在2006年开始建设,大约需要10年的时间才能建成,然后是核聚变示范堆的建设和试运行,大概还需要20年的时间。如此算来,核聚变能为人类广泛造福的时代来临,最快也要在21世纪中叶左右。

  至于我国相关研究目前面临的困难,毛剑珊研究员说,首先是资金。一个大型科研项目分为预研、建造、运行等几大部分。EAST的建造国家给了1.65亿人民币,大致相当于国外同类装置建设经费的1/15;财政部提供运行费,但目前还正在落实过程之中;至于EAST的预研费和建成后在其上进行各种科学研究的专项经费,目前还没有获得稳定渠道的支持。

  EAST装置每天水、电、液氮、液氦等最基本的耗费就要达到15万元,这还不包括材料损耗更换费、人工成本费、研究开发费用等。目前的运行费用只能保证EAST每年运行2轮,共4个月时间。这对尽快在一个先进实验装置上获得更多科研成果显然有很大影响。

  其次是有关工程技术的同步发展问题。例如,何种材料制成的器皿能够长时间承受高通量聚变中子的辐照是未来聚变堆的一个主要工程技术难题。此外,如何维持等离子体长时间持续稳态的放电也仍待攻克。

  第三是人才问题。聚变能的开发研究正处在一个非常关键的时刻。一方面,目前国内国际上核聚变研究的规模正在迅速扩大(EAST、ITER),人才需求量不断增长。另一方面,一旦进入聚变反应堆建设阶段,其研究规模和人才需求量将更加巨大。而我国目前培养核物理、等离子体物理专业的大学只有二三所,即使有这个专业的学校也因为重视不够,课程偏离了与核聚变直接相关的高温等离子体方向。无论从现在的研究,还是将来的运行来看,人才都明显不足。

  与其他大科学工程相比,核聚变能研究不涉及政治、军事等敏感领域;它不能给科学家带来诺贝尔奖的荣誉光环,因为核聚变反应原理在数百年前就已经被发现了;它也不是在一二年内就能看到成果的研究,要30至50年的时间才能投入商业使用,但30至50年对整个人类文明来说是很短暂的,其价值却是无法估量的。

  毛剑珊研究员说,核聚变能如何尽快投入商业运行,最终取决于世界各国的重视程度及社会对

能源需求的迫切性。

本报记者 董祥玉


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