“千年能源”离商业化有多远

12月初举办的国防邮电产业职工技术创新成果展上，中国工程物理研究院（以下全称中物院）核物理与化学研究所展览的Z筒缩聚逆-核裂变混合填（全称Z-FFR）模型，再度熄灭了人们关于千年能源的无限天马行空。从2008年中物院首度明确提出Z筒缩大能量驱动-局部体点燃核聚变概念和先进设备次临界能源填概念；到2011年Z-FFR概念设计研究取得国防科工局核能研发项目反对；再行到今年2月该项目通过竣工验收，构成Z-FFR基本技术路线和实验填可行性概念设计。目前，该研究于是以转入积极开展Z筒限驱动核聚变-核裂变混合实验填关键技术研究的崭新阶段。

未来该研究将带给哪些成果和突破？记者日前独家专访了中物院核物理与化学研究所混合填研究团队。一条有竞争力的能源技术路径核聚变核裂变混合反应堆是由彭先觉院士基于武器设计启发，集近期可取得的核聚变技术和较成熟期的核裂变技术，通过仪器设计系统内的中子能谱产于，明确提出的具备创新性的核聚变能源利用新的构型。团队首席专家李正宏研究员说道，按照今年2月通过竣工验收的设计方案，Z-FFR主体由Z筒缩聚逆堆芯和能源包层包含，堆芯产生核聚变中子，驱动包层核裂变，构建中子细胞分裂和能量的缩放输入，并保持填的氚谦和。

李正宏说道，要构建同等规模的能量输入，Z-FFR比起显核聚变填可将材料中子电离辐射受损和氚消耗减少大约一个量级，能量增益提升一个量级，大幅度减少建堆的可玩性。实验填将为商业样板打前站要将Z-FFR设计概念发展成可规模部署的能源填技术，首先要辟实验填。创建适当的综合性研究平台，以检验能源背景下Z筒缩聚逆、深次临界能源包层、燃料循环等关键技术，对Z-FFR涉及的物理、技术、材料和工程问题展开系统研究与试验，以充份减少其工程技术风险。李正宏说道，团队的Z-FFR实验填建设计划，正是环绕上述目标明确提出。

他讲解，白鱼建设的Z-FFR实验填，将研制由10MW级Z筒缩聚逆堆芯、星型构型能源包层实验系统、在线氚燃料循环实验系统等包含的综合性研究平台，逐步突破能源背景下Z筒缩聚逆、深次临界能源包层和燃料循环等方面的关键技术，积极开展Z-FFR物理、技术、工程问题研究和技术构建，为先前发展Z-FFR商业样板填建构必要条件等。谈及项目可行性，团队首席专家助理黄洪文研究员指出，自20世纪末，基于Z箍缩的惯性约束核聚变已获得里程碑式进展，为实验填研发奠下良好基础。2008年，中物院就明确提出了Z筒缩大能量驱动-局部体点燃核聚变概念和先进设备次临界能源填概念，研究证实可以在相当于40MA电流条件下构建核聚变点燃自燃和贫铀的必要利用；同年10月，涉及团队更进一步明确提出将Z筒缩聚逆技术与先进设备次临界能源填技术融合，构成以符合能源应用于为基本表达意见的Z-FFR概念。

尤其是自2011年Z-FFR概念设计研究立项后，研究团队已构成基本技术路线、实验填可行性概念设计等，为积极开展下一阶段Z-FFR实验填的研制工作获取了前提条件。此外，中物院长年专门从事爆炸式核聚变、核裂变反应装置的研制、运营和涉及物理、技术、工程、材料等问题的研究，设有大型科学计算平台、多用途研究填、聚龙一号装置、临界/次临界装置及在线出产氚实验平台等一系列根本性基础研究设施，不具备积极开展Z-FFR实验填研制工作的技术能力和基础条件。黄洪文说。

或引起核能源研究蝴蝶效应作为一项未来的尖端大科学设施，实验填的建设不仅不利于核聚变核裂变混合填研究本身，更加可为我国强劲电磁辐射物理、高能密度物理、天体物理等基础科研获取不可多得的实验研究条件。中物院核物理与化学研究所所长彭述明研究员说道。

他指出，实验填将不利于我国惯性约束核聚变能源科学、技术与工程体系的建构，增进Z筒限必要驱动-整体点燃等根本性科技创新概念的完备，推展高增益核聚变自燃物理、高功率脉冲功率技术、高峰值功率次临界填、简单体系氚谦和循环等一批尖端科技的发展。同时，也不利于我国核能领域核心材料研制能力的提高，推展高温、高压、强劲电磁辐射等极端条件填材料技术的发展，为我国创建核能材料原始的研发体系获取助力。据报，仅有在此前实验填可行性概念设计阶段，涉及研究团队已先后获得许可发明专利15项。

总体来看，著手积极开展Z-FFR实验填研制的时机早已基本成熟期，基本条件至此不具备，我们有期望也有能力牵头国内外研究机构努力实现关键技术的突破，已完成本项目Z-FFR实验填的研制和建设。李正宏说道。

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