核聚变在中国：国际核聚变实验堆ITER和全超导托克马克EAST

黄青

中国科学院合肥物质科学研究院，离子束生物工程重点实验室

合肥1138信箱，邮编230031

2011年8月10-14日，第十六届全国原子分子物理大会在江西吉安井冈山大学召开。万元熙院士在大会上做了题为“磁约束核聚变进展和国际核聚变实验堆ITER”的特邀报告。报告中，万院士热情洋溢地介绍了聚变科学的发展历程和其中重要的科学问题。

经过近40年的努力，在磁约束托克马克核聚变装置上，开发聚变能源的科学可行性已经得到实验验证；并在此基础上，经过20多年的论证、研发和总体设计，一个预期可实现聚变功率40万千瓦、功率增益达到10、燃烧时间400-3000秒得国际热核聚变实验堆（ITER）已由七个国家和组织（中、美、日、韩、印度、俄罗斯、欧盟）正式开始合作建造。中国是在2007年8月正式以全权平等伙伴身份加入ITER计划的，并从2008年开始，中国启动了磁约束核聚变研究计划专项。ITER项目的启动不仅反映磁约束聚变已经取得了重要进展，同时也表明在向实用能源推进的过程中实现稳态、高参数燃烧聚变等离子体是其最重要的科学目标。

核聚变是由较轻的原子核聚合为一个较重的原子核释放能量的过程。现在的核电站采用的则是核裂变反应，即较重的原子核分裂为较轻原子核。与核裂变相比，核聚变需要的氢原子在宇宙中最为丰富，核辐射小，也不会产生核废料。但人为控制核聚变的难度远远大于核裂变，因为需要将氢的同位素氘和氚加热到极高温度，形成等离子体，而目前没有任何材料的容器可以经受如此高的温度。解决办法是将其限制在一个较小空间足够长时间，形成高温等离子体，从而产生聚变反应。约束高温等离子体可以通过两种方式实现，一种是惯性约束；另一种是磁约束。ITER计划就是利用磁约束实现核聚变。

在ITER建成之前，中国在国际上率先建成全超导托克马克EAST。万院士从1997年开始担任国家九五重大科学工程EAST超导托卡马克核聚变实验装置项目总负责人（总经理），在完全自主研制的基础上领导和主持EAST的设计、建造、调试运行及实验。EAST作为2006年科技界重要成果，入选当年的“十大科技进展”、“十大重大技术与工程进展”，2008年获国家科技进步一等奖，被选为建国六十周年重大成果展。由于在该领域的贡献，万院士获得2009年何梁何利“科学与技术进步奖”，并当选为中国工程院院士。

万元熙院士现担任ITER科学技术顾问委员会副主席，同时还担任ITER总体控制和协调中方代表。同时，他还担任中国科学技术大学核科学技术学院院长。

2011-8-20