創(chuàng)新理論指導(dǎo)實(shí)踐，加快發(fā)展聚變能源

文/羅德隆 單子津 趙文

編者按

為深入學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新重要論述，貫徹落實(shí)中央人才工作會(huì)議精神，加快建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，《國(guó)際人才交流》特開設(shè)“學(xué)習(xí)習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新重要論述”欄目，誠(chéng)邀各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者和廣大科技工作者結(jié)合科技政策扎實(shí)落地積極撰寫相關(guān)文章。字?jǐn)?shù)不少于3000字，并提供2—3張相關(guān)圖片（高清，不小于2MB）。投稿郵箱：wetalent@ftrcmost.cn。

黨的十八大以來，黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程。2014年習(xí)近平總書記在國(guó)際工程科技大會(huì)上指出：“我們要通過加強(qiáng)國(guó)際工程科技合作，相互借鑒，相互啟發(fā)，推動(dòng)工程科技進(jìn)步和創(chuàng)新，應(yīng)對(duì)人類共同挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)各國(guó)共同發(fā)展。”改革開放40多年來，中國(guó)參與了國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃、人類基因組計(jì)劃、伽利略計(jì)劃等一大批反映當(dāng)代工程科技前沿的重大科技工程，對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和工程科技進(jìn)步起到了重要的促進(jìn)作用。

2016年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中提出，圍繞增強(qiáng)原始創(chuàng)新能力，培育重要戰(zhàn)略創(chuàng)新力量。持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，全面布局前瞻部署，聚焦重大科學(xué)問題，提出并牽頭組織國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程，力爭(zhēng)在更多基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域引領(lǐng)世界科學(xué)方向，在更多戰(zhàn)略性領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)率先突破。2018年國(guó)務(wù)院正式印發(fā)《積極牽頭組織國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程方案》。2021年《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出，積極促進(jìn)科技開放合作。實(shí)施更加開放包容、互惠共享的國(guó)際科技合作戰(zhàn)略，更加主動(dòng)融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。主動(dòng)設(shè)計(jì)和牽頭發(fā)起國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程。2021年，習(xí)近平總書記在兩院院士大會(huì)和中國(guó)科協(xié)第十次代表大會(huì)上指出，我國(guó)科技實(shí)力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍、從點(diǎn)的突破邁向系統(tǒng)能力提升，科技創(chuàng)新取得新的歷史性成就?；A(chǔ)研究和原始創(chuàng)新取得重要進(jìn)展?；A(chǔ)研究整體實(shí)力顯著加強(qiáng)，化學(xué)、材料、物理、工程等學(xué)科整體水平明顯提升。在量子信息、干細(xì)胞、腦科學(xué)等前沿方向上取得一批重大原創(chuàng)成果。成功組織了一批重大基礎(chǔ)研究任務(wù)，新一代“人造太陽(yáng)”首次放電，“雪龍2”號(hào)首航南極等。

開放交流是探索科學(xué)前沿的關(guān)鍵路徑

習(xí)近平總書記非常重視中國(guó)聚變能源與國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃工作，在2016年國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展中親臨“中國(guó)聚變能源開發(fā)與ITER計(jì)劃”展項(xiàng)，聽取中國(guó)聚變能源和ITER計(jì)劃的工作匯報(bào)。2017年，習(xí)近平總書記在阿斯塔納世博會(huì)上親自將“中國(guó)聚變能源開發(fā)與ITER計(jì)劃”展項(xiàng)介紹給時(shí)任哈薩克斯坦總統(tǒng)納扎爾巴耶夫。2020年，習(xí)近平總書記向國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃重大工程安裝儀式致賀信。

習(xí)近平總書記指出，科學(xué)無國(guó)界，創(chuàng)新無止境。國(guó)際科技合作對(duì)于應(yīng)對(duì)人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望，計(jì)劃實(shí)施以來，中方始終恪守國(guó)際承諾，中國(guó)企業(yè)和科研人員勇挑重?fù)?dān)，與國(guó)際同行齊心協(xié)力，為計(jì)劃的順利推進(jìn)貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)力量。十多年來的積極探索和實(shí)踐充分證明，開放交流是探索科學(xué)前沿的關(guān)鍵路徑。

參與ITER治理，展現(xiàn)中國(guó)智慧

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃是當(dāng)今世界規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際大科學(xué)工程，由中國(guó)、歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯、美國(guó)7方在法國(guó)建造一個(gè)托卡馬克型電站級(jí)別的聚變實(shí)驗(yàn)堆，探索和平利用聚變能發(fā)電的科學(xué)和工程技術(shù)可行性。2006年我國(guó)正式簽約加入該計(jì)劃，這是我國(guó)以平等伙伴身份參加的最大的國(guó)際大科學(xué)工程計(jì)劃。中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心是我國(guó)執(zhí)行該計(jì)劃的機(jī)構(gòu)。

為了深度參與ITER治理，充分展現(xiàn)中國(guó)智慧、中國(guó)方案和中國(guó)力量，考慮到兩年一次的管理評(píng)估對(duì)ITER管理團(tuán)隊(duì)的管理執(zhí)行模式和思路具有極大的影響力，中方組織國(guó)內(nèi)管理評(píng)估團(tuán)隊(duì)成功爭(zhēng)取到2015—2016年度的ITER計(jì)劃管理評(píng)估任務(wù)。利用中方輪值財(cái)務(wù)審計(jì)委員會(huì)主席的機(jī)會(huì)，中國(guó)國(guó)際核聚變能源計(jì)劃執(zhí)行中心邀請(qǐng)國(guó)家審計(jì)署境外審計(jì)司時(shí)任副司長(zhǎng)胡學(xué)文代表中方擔(dān)任2016—2017年度計(jì)劃財(cái)務(wù)審計(jì)委員會(huì)主席，有效增強(qiáng)了中方對(duì)計(jì)劃管理的影響力。中方多次在ITER計(jì)劃管理層面對(duì)進(jìn)度、風(fēng)險(xiǎn)、資源管理、人員績(jī)效管理、溝通管理、質(zhì)量管理和全球運(yùn)輸管理等方面提出了多項(xiàng)建設(shè)性的核心建議，被ITER組織及各方成員高度認(rèn)可，并作為管理制度予以實(shí)施。

2022年3月，中方圓滿完成ITER理事會(huì)中方輪值主席工作，為ITER計(jì)劃平穩(wěn)進(jìn)入主機(jī)裝配階段作出重要貢獻(xiàn)。對(duì)照實(shí)現(xiàn)第一等離子體（即首次放電）任務(wù)目標(biāo)，ITER計(jì)劃總體完成率由中方輪值主席上任之初的67.3%提升至2021年年底的75.8%。對(duì)于項(xiàng)目基準(zhǔn)更新、放射性廢物臨時(shí)存儲(chǔ)等ITER計(jì)劃當(dāng)前所面臨的棘手問題，提出中方的解決方案，得到廣泛好評(píng)。

在參與ITER計(jì)劃時(shí)，我國(guó)進(jìn)一步加強(qiáng)了磁約束核聚變領(lǐng)域的雙邊、多邊國(guó)際科技合作，并與歐、美、日、韓等成員方簽署了核聚變領(lǐng)域的雙邊合作執(zhí)行協(xié)議議定書。僅中歐雙邊聚變合作于2016—2018年期間就確定了95項(xiàng)合作計(jì)劃，涉及國(guó)內(nèi)15家單位和歐盟13家單位參與合作交流。我們向全世界的科學(xué)家開放像EAST、HL-2A這樣的聚變裝置實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，每年接待上千人次的外國(guó)科學(xué)家來華或以線上的形式開展聯(lián)合實(shí)驗(yàn)。

國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）等離子體腔室裝配

“中國(guó)是ITER項(xiàng)目建設(shè)真正的典范”

中國(guó)信守國(guó)際承諾，承擔(dān)多項(xiàng)重要任務(wù)并按時(shí)、按需交付完成，展示了大國(guó)形象。目前中方承擔(dān)的ITER部件及系統(tǒng)研發(fā)制造任務(wù)總體完成率為81.7%。中方積極協(xié)調(diào)ITER組織和外部專家，合力解決補(bǔ)償和協(xié)助中方磁體相關(guān)采購(gòu)包和氣體注入系統(tǒng)采購(gòu)包設(shè)計(jì)優(yōu)化和變更等問題。

2008年中方指出ITER電源原設(shè)計(jì)方案存在設(shè)計(jì)和安全風(fēng)險(xiǎn)，并提出新的設(shè)計(jì)方案，最終被ITER組織批準(zhǔn)實(shí)施。目前ITER所有的電源方案，均采用中國(guó)的設(shè)計(jì)方案。ITER全套磁體支撐系統(tǒng)完全由中方獨(dú)立建造，中方在建立極低溫材料力學(xué)認(rèn)證測(cè)試與評(píng)價(jià)體系、特殊環(huán)境焊接技術(shù)、特殊尺寸異形鍛件及緊固件等領(lǐng)域均實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破。2015年完成的環(huán)向場(chǎng)導(dǎo)體是ITER裝置的核心關(guān)鍵部件之一，我國(guó)實(shí)現(xiàn)了低溫超導(dǎo)股線100%國(guó)產(chǎn)化、產(chǎn)品質(zhì)量100%滿足要求，帶領(lǐng)我國(guó)超導(dǎo)線材研發(fā)能力和工業(yè)化生產(chǎn)能力達(dá)到國(guó)際一流水平。

中方通過國(guó)際投標(biāo)承接了本應(yīng)由歐盟方完成的PF6制造任務(wù)?！癙F6線圈”是目前世界上研制成功的重量最大、難度最高的超導(dǎo)磁體，成為世界上第一個(gè)交付的ITER極向場(chǎng)線圈。法國(guó)原子能委員會(huì)聚變研究所所長(zhǎng)阿蘭·貝庫(kù)萊在一次采訪中表示，中國(guó)是ITER項(xiàng)目中最有活力、最值得信賴的成員之一，不僅完成了自己的任務(wù)，還能幫助其他成員完成任務(wù)份額。

中國(guó)企業(yè)與法國(guó)企業(yè)組成競(jìng)標(biāo)聯(lián)合體，成功中標(biāo)并承擔(dān)TAC1安裝標(biāo)段工程，該工程是ITER托卡馬克裝置最重要的核心設(shè)備安裝工程，其重要性相當(dāng)于核電站的反應(yīng)堆、人體的心臟。這是一個(gè)“新材料、新技術(shù)、新工藝”的“三新”工程，是有史以來中國(guó)企業(yè)在歐洲市場(chǎng)競(jìng)標(biāo)的最大核能工程項(xiàng)目合同，也是中國(guó)首次以工程總承包形式成功參與的國(guó)際大科學(xué)工程項(xiàng)目。為確保ITER建設(shè)如期推進(jìn)，中國(guó)工程安裝團(tuán)隊(duì)在疫情最嚴(yán)峻時(shí)期“逆行”法國(guó)，與“中法聯(lián)合體”攜手共進(jìn)，共克時(shí)艱，打贏ITER項(xiàng)目建設(shè)首個(gè)攻堅(jiān)戰(zhàn)。

ITER組織總干事稱：“迄今，中國(guó)一直按時(shí)、按需交付創(chuàng)新型的特定組件，中國(guó)是ITER項(xiàng)目建設(shè)真正的典范。”

ITER裝置示意圖

帶動(dòng)多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)

黨的十九大確立了到2035年躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列的戰(zhàn)略目標(biāo)，黨的十九屆五中全會(huì)提出要堅(jiān)持創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐?？萍剂t民族立，科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。世界科技強(qiáng)國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，比拼的是國(guó)家戰(zhàn)略科技力量。國(guó)家科研機(jī)構(gòu)、高校、科技領(lǐng)軍企業(yè)都是國(guó)家戰(zhàn)略科技力量的重要組成部分。通過承擔(dān)ITER中方采購(gòu)包制造任務(wù)和參加國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)（以下簡(jiǎn)稱“核聚變專項(xiàng)”），國(guó)內(nèi)近百家企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)成果。通過承擔(dān)ITER項(xiàng)目，西部超導(dǎo)公司掌握了超導(dǎo)股線規(guī)模化制造技術(shù)，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的高端核磁共振成像（MRI）專用NbTi超導(dǎo)線，已成功進(jìn)入國(guó)際高端MRI市場(chǎng)；南通申海集團(tuán)的電鍍創(chuàng)新技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)核電行業(yè)電鍍硬鉻產(chǎn)品的空白?？蒲性核灾餮兄频奶厥夂附?、真空絕緣等關(guān)鍵設(shè)備，成功申請(qǐng)了近百項(xiàng)專利，形成了聚變相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈。逐步形成我國(guó)磁約束核聚變領(lǐng)域的整套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系和知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。2021年，首項(xiàng)核聚變領(lǐng)域ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)成功立項(xiàng)，全國(guó)核能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)核聚變分技術(shù)委員會(huì)獲批成立。目前，已發(fā)布核聚變領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。核聚變專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中文版發(fā)布72項(xiàng)，英文版發(fā)布20項(xiàng)。

ITER計(jì)劃國(guó)內(nèi)研發(fā)以核聚變專項(xiàng)的形式組織實(shí)施。重點(diǎn)支持ITER相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、我國(guó)磁約束核聚變能裝置和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、核聚變能前沿基礎(chǔ)研究、高水平科學(xué)和工程技術(shù)人才培養(yǎng)等領(lǐng)域，在核聚變專項(xiàng)十多年來的支持下，國(guó)內(nèi)核聚變能源研究得以快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的EAST和HL-2M實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列，部分成果躍居國(guó)際領(lǐng)先水平，我國(guó)成為首個(gè)TBM概念設(shè)計(jì)的國(guó)家，完成中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆總體概念設(shè)計(jì)研究，聚變能源開發(fā)相關(guān)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)化水平得到明顯提升，涌現(xiàn)出一批在國(guó)際上有影響力的聚變科學(xué)和工程技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家戰(zhàn)略科技力量高水平的科技自立自強(qiáng)。

ITER裝置施工現(xiàn)場(chǎng)(2022年4月）

聚變?nèi)瞬诺呐囵B(yǎng)得到迅速提升

我國(guó)要實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，歸根結(jié)底要靠高水平創(chuàng)新人才。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是國(guó)家、民族長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的大計(jì)。我國(guó)正努力造就一批具有世界影響力的頂尖科技人才，穩(wěn)定支持一批創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)更多高素質(zhì)技術(shù)技能人才、能工巧匠、大國(guó)工匠。我國(guó)自加入ITER計(jì)劃以來，特別是四部委聯(lián)合發(fā)文實(shí)施聚變?nèi)瞬排囵B(yǎng)計(jì)劃以來，我國(guó)聚變?nèi)瞬诺呐囵B(yǎng)得到迅速加強(qiáng)，每年在磁約束聚變研究領(lǐng)域的研究生培養(yǎng)規(guī)?；痉€(wěn)定在600人左右，目前已初步形成一支穩(wěn)定且有一定水平的核聚變能研發(fā)和工程技術(shù)隊(duì)伍，極大提升了我國(guó)磁約束核聚變研發(fā)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。通過參加ITER計(jì)劃，我國(guó)培養(yǎng)了一批具有全球視野，懂國(guó)際組織運(yùn)行規(guī)則的國(guó)際大科學(xué)工程的專業(yè)管理隊(duì)伍，還培養(yǎng)了6位兩院院士及數(shù)名國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者。在向ITER組織推送中方職員方面，中方通過開展一系列積極有效的人才培養(yǎng)和推送策略，目前，ITER組織正式職員1044人，中方有89人，占比8.5%，居于除東道方歐盟以外的六方之首。

大科學(xué)計(jì)劃助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)

國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃和大科學(xué)工程（以下簡(jiǎn)稱“大科學(xué)計(jì)劃”）是人類開拓知識(shí)前沿、探索未知世界和解決重大全球性問題的重要手段，是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力和科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)力的重要體現(xiàn)。牽頭組織大科學(xué)計(jì)劃作為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家和世界科技強(qiáng)國(guó)的重要標(biāo)志，對(duì)于我國(guó)增強(qiáng)科技創(chuàng)新實(shí)力、提升國(guó)際話語(yǔ)權(quán)具有積極深遠(yuǎn)意義。

一方面，在借鑒ITER經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國(guó)提出牽頭組織國(guó)際核聚變示范堆計(jì)劃方案建議，注重在大科學(xué)計(jì)劃發(fā)起、組織、建設(shè)、運(yùn)行和管理等方面進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)新，完善科技資源合作及共享機(jī)制，吸引部門、地方共同參加，加強(qiáng)科技界與產(chǎn)業(yè)界協(xié)作。

另一方面，我國(guó)將根據(jù)國(guó)際核聚變能發(fā)展趨勢(shì)、磁約束核聚變能研發(fā)現(xiàn)狀及未來商業(yè)化應(yīng)用前景，面向能源需求，謀劃我國(guó)磁約束核聚變能發(fā)展戰(zhàn)略及路線圖，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，成為綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展的成功實(shí)踐者，為人類應(yīng)對(duì)氣候變化， 構(gòu)建人與自然生命共同體作出巨大貢獻(xiàn)，把一個(gè)清潔美麗的世界留給子孫后代。