可控核聚变发电!人类征服自然之力的终极目标之一!
ITER,International thermonuclear experimental reactor(国际热核实验反应堆),拉丁语中的“ The Way”--通向能源圣杯的朝圣之旅,一个颇具宗教色彩的词,是目前世界上最大的托卡马克磁约束聚变装置。
ITER的建造,最终选址法国南部海港城市马赛以北约80公里处的圣保罗-莱迪朗斯小镇,占地180公顷,主装置及其工厂系统容纳39个建筑物和技术区,超过4000名工人现场作业,超过100万个组件由全球的工厂生产并运送至现场组装。核心炉的组装于2020年开始。
ITER的核心部分-托卡马克大厦(Tokamak Building)是一幢七层高的钢筋混凝土结构,位于平台下方13米和上方60米处。
托卡马克组件的预组装将在相邻的礼堂进行。托卡马克大厦附近的其他辅助建筑将包括冷却塔,电气设备,控制室,废物管理设施以及为超导磁体提供液态氦冷却剂的低温设备。
ITER从概念到今天已过去35年,1985年首次提出,总投资约200亿美元,以中国,欧盟,印度,日本,韩国,俄罗斯和美国等七国为主,35个国家参与建造。因为坐落在法国,所以在建设成本方面,欧洲占45.6%,中国印度,日本,韩国,俄罗斯和美国各占9.1%,而捐赠形式主要是以ITER组件、系统和建筑物的形式交付,现金大概只占10%。
ITER
,按计划还将经过15年的时间到达稳定运行阶段,
ITER迈向能源圣杯的征程如下:
2005年            项目决定选址法国
2006年            签署ITER协议
2007年            正式创建国际热核实验堆组织
2007-2009      土地清理和平整
2010-2014      地面支撑结构和抗震基础建造
2012年            核许可里程碑:根据法国法律,ITER成为基本核设施

2014-2021      建造托卡马克大楼(2019年进行装配活动)
2010-2021      为第一等离子建造ITER工厂和辅助建筑
2008-2021      制造主要的第一等离子组件
2015-2023      ITER超大型组件按计划抵达装配

2020-2025      主装配I阶段
2022年            完成圆环
2024年            低温恒温器封闭
2024-2025      集成调试阶段(系统调试开始于更早的几年前)
2025年12月    第一等离子
2025-2035      机器运行状态拉升
2035年            开始氘氚聚变运营
ITER将是第一个长时间保持聚变的设备。根据其技术手册,阶段目标是实现400-600秒超长脉冲聚变,产生50万千瓦的电能,相当于450万千瓦时的电能输出,这个发电量大约相当于大亚湾核电站(核裂变)总装机容量的1.5倍,三峡水电站总装机容量的1/5,当然,不能简单的看ITER的发电量,毕竟它是一个实验机聚变堆,发电不是其主要目的。
ITER将成为第一个测试基于聚变商业化电站模式的一揽子集成技术、材料和物理机制的实验项目,其主要目标包括:
1)获得氘氚等离子体,通过内部加热达到和维持聚变反应;
2)成为第一个产生净能的聚变装置,产生300秒超长脉冲聚变、50万千瓦的聚变功率和十倍的能量回报(Q = 10);
3)测试氚增殖。氚聚变燃料的重要组成部分,其在自然界中存在极其微少,主要是通过人工制备获得,而在炉子里自行增殖产生则是最好的解决方案,ITER将通过实际运行研究利用炉内氚增殖毯实现氚自给的方案能力。
4)打通目前小规模实验聚变装置向未来示范聚变发电站转型的障碍,研究商业电厂规模的等离子体,测试加热、控制、诊断、低温和远程维护等技术。
ITER的运行阶段预计将持续20年,分为三个阶段:阶段1在纯氢中进行为期数年的“试运行”,在此期间,机器仍可进行维修,并对最有希望的物理机制进行测试;阶段2进行小剂量氘氚操作,以测试屏蔽措施;阶段3将进行全剂量全功率氘氚聚变。接下来,就随科学剃刀,进入核心一探究竟。
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