国际热核聚变实验堆(ITER)计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七个成员方共同参与【13†L20-L24】。中国在ITER计划建设中投入占总额9.1%,其中约80%以实物贡献方式投入【14†L20-L23】。中国承担了铌钛超导体69%的项目、全部大型超导校正场磁体、全部超导馈线系统、40%的屏蔽块以及10%的第一壁材料、62%的变流器和全部高压设备等核心任务【15†L5-L10】。这是我国首次在大型国际合作项目中承担如此多的核心技术研发【15†L8-L10】。
ITER计划——全球最大核聚变国际合作项目
ITER的科学目标为:通过感应驱动获得聚变功率50万kW、Q大于10、脉冲时间500s的燃烧等离子体;使用非感应驱动产生聚变功率大于35万kW、Q大于5、燃烧时间持续3000s的等离子体【14†L7-L11】。ITER装置基本参数包括:总聚变功率500MW、等离子体大半径6.2m、等离子体小半径2.0m、等离子体电流15MA、中心磁场强度5.3T【14†L15-L17】。ITER作为实验聚变堆,将为未来发展示范聚变堆DEMO和商用聚变堆进行关键的工程技术实验【14†L11-L13】。
中国采购包——从部件供应商到核心技术贡献者
ITER计划中国采购包涵盖环向场线圈导体(2008年签约)、极向场线圈导体(2010年)、磁体支撑系统(2010年)、校正场线圈(2010年)、磁体馈线系统(2011年)、包层第一壁(2016年)、包层屏蔽模块(2013年)、气体注入系统(2012年)、辉光放电清洗系统(2013年)、脉冲高压变电站设备(2012年)、交直流功率变流器(2011年)等【15†L12-L15】。国内承担单位主要为中科院等离子体物理研究所(ASIPP)和核工业西南物理研究院(SWIP)【15†L15-L17】。
从“ITER参与者”到“核心技术自主可控”
中国在早期跟随阶段主要依赖国际协作提供部件,但近年来实现了弯道超车【2†L19-L23】。环流三号、EAST、BEST及星火一号等装置加速落地【2†L20-L21】。中国通过“国际合作-消化吸收-自主创新”路径,在高温超导磁体、氚增殖包层等领域实现反超【2†L22-L23】。2025年5月,BEST项目工程总装工作比原计划提前两个月启动【19†L12-L16】。中国正从ITER的“参与者”转变为聚变技术的“引领者”,为CFETR自主设计研发奠定坚实基础【18†L3-L6】。
中国ITER计划采购包核心任务一览| 采购包名称 | 签约时间 | 国内承担单位 |
|---|
| 环向场线圈导体 | 2008.6 | ASIPP |
| 极向场线圈导体 | 2010.10 | ASIPP |
| 磁体支撑系统 | 2010.5 | SWIP |
| 校正场线圈 | 2010.5 | ASIPP |
| 包层第一壁 | 2016.11 | SWIP |
| 包层屏蔽模块 | 2013.11 | SWIP |