世界最大「人造太陽」開始組裝 合肥高新區企業參與研製

2020-08-04 皖美視角

國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝啟動儀式7月28日在法國舉行。其中，中國提供了磁體饋線、極向場線圈及電源系統等重要部件。記者了解到，ITER極向場電源控制系統中核心層部分，合肥高新區天使基金投資企業中科海奧參與了研製。

據悉，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程，我國於2006年正式籤約加入該計劃該項目由 35 個國家合作完成，集成了當今國際上受控磁約束核聚變的主要科學和技術成果，是人類受控核聚變研究走向實用的關鍵一步。

從東方超環到國際熱核聚變實驗堆

早在2017年，中科海奧就憑藉著核聚變堆高功率電源配套技術，斬獲了安徽省「創響中國大賽」新能源組的一等獎。

中科海奧負責人陳滋健介紹說，「海奧」就是「海水發電的奧秘」，因為海水中存大量的氘和氚，是核聚變的基本原料。這家源自科學島的企業，一直在為核聚變裝置提供高功率電源與控制系統，主要客戶包括中國科學院、中國工程物理研究院等。

「例如東方超環EAST大科學工程，也就是我們常說的，科學島上的人造小太陽」，陳滋健舉了一個例子。東方超環EAST是由等離子體所自主設計、研製並擁有完全智慧財產權的磁約束核聚變實驗裝置，是世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克，也是我國第四代核聚變實驗裝置，中科海奧參與了EAST相關配套電源的研製，並提供了部分電源設備。

極向場電源控制系統 「拴住」這顆人造太陽

核聚變產生能量的原理與太陽發光發熱相似，因此在地球上以探索清潔能源為目的的可控核聚變研究裝置，又被稱為「人造太陽」。

我們知道，太陽源源不斷穩定地進行核聚變，靠的是其自身強大的重力場約束。如果重力不夠，太陽就會膨脹，「流浪地球」就會上演。而在地球上打造「人造太陽」，重力場遠遠不夠，必須通過磁場進行約束。因此，極向場線圈是磁約束核聚變的核心部件。

極向場線圈由全超導體構成，極向場電源系統則是為極向場超導磁體線圈供電的重要子系統。與EAST相比，ITER作為國際項目，體量更大，更具挑戰。中科海奧參與研製的是ITER極向場電源控制系統中核心層部分，即與功率半導體最為緊密的部分一一晶閘管驅動系統。

「我們採用高階諧波抑制同步技術確保高控制精度；採用高速DSP和FPGA作為全數字多通道脈衝形成及移相器確保高分辯率；採用光纖分路驅動確保高穩定性可靠性和一致性；採用實時作業系統確保電源系統高響應速度。」陳滋健介紹，憑藉在EAST託卡馬克裝置上多年的技術積累，中科海奧團隊一一攻克難題，研發產品以優異的性能指標通過國際評估，讓「中國設計」和「中國製造」應用於ITER國際大科學工程項目。

未來：中國將打造自己的聚變工程實驗堆

目前，中國也已提出了建造「中國聚變工程實驗堆（CFETR）」的計劃。主要填補ITER和未來商業化運行的聚變堆之間的科學技術差距，實現連續大規模聚變能安全、穩定的工程可行性。

CFETR計劃第一階段就是「聚變堆主機關鍵系統綜合研究」，主要是CFTER超導磁體等關鍵系統前期研討。中科海奧在高新區成立了全資子公司「安徽中科海奧核能科技有限公司」參與其中。

陳滋健表示，核聚變具有許多其它能源都無可比擬的突出優點，中科海奧將全力以赴，在磁約束受控核聚變工程技術方面研發突破，為解決人類未來戰略新能源貢獻力量。（張彥君）


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