從“一堆一器”到核能“三步走”，大國自信來自“核”?！?/h1> 2024-04-20 
作為清潔、穩(wěn)定的能源，國資小新，
過去半個世紀的核能
全球近一半的低碳電力都得到了貢獻，
維護世界能源安全，
應對全球氣候變化，
促進世界經濟增長作出了重要貢獻。
目前，核能也是我們國家
提高能源結構，保證能源安全，
實現“雙碳”目標的中堅力量。
由“一堆一器”到“核能三步走”，
中國核工業(yè)已經走過
艱苦而輝煌的歷程。
和小新一起，今天
重新走核工業(yè)路，
追尋核工業(yè)先輩的創(chuàng)業(yè)足跡，
探索大國自信來自“核心”——
建立中國核工業(yè)“硬核”自信
在北京西南郊區(qū)的一個沙灘和田野里，有一個由“核”建造的小鎮(zhèn)——房山新鎮(zhèn)。這是中國核科技的發(fā)源地，中國原子能科學研究院(以下簡稱“原子能學院”)就位于這里。
1955年，黨中央作出戰(zhàn)略決策，大力發(fā)展中國核能，決定從蘇聯引進一個直徑1.2米的重水型試驗反應堆和一個直徑1.2米的旋轉加速器。僅僅兩年多的時間，一個新的核能科學研究基地就在1956年開工。
核技術的發(fā)展離不開反應堆、加速器等大型科學設備，核技術水平集中體現在反應堆、加速器等先進水平上。
1958年，在蘇聯的支持下，原子能院建成了中國第一個重水反應堆和第一個旋轉加速器(簡稱“一堆一器”)。隨著中國進入核能時代，中國核科學研究的技術設備和實驗手段有了顯著提高。
圍繞“一堆一器”，原子能院在中國“兩彈一艇”的研發(fā)中做出了歷史性貢獻，產生了大量舉世矚目的研究成果，培養(yǎng)和運輸了一批優(yōu)秀人才，為中國核科技事業(yè)和核工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻，被稱為中國核工業(yè)的“搖藍”和“老母雞”。在國家表彰的23位“兩彈一星”獎章獲獎者中，有7位在這里立下了巨大的成就。
“一堆一器”見證了中國核工業(yè)從零開始的歷史，這是中國核工業(yè)的開始，也是中國“硬核”的開始。
如今，第一個重水反應堆已經關閉，第一個旋轉加速器已經退役。原子能院也從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內加速器和反應堆類型最多的綜合R&D基地。
在反應堆方面，從1964年開始，中國第一個國產反應堆——49-2游泳池反應堆是由原子能院自行設計和建造的。到1984年，中國第一個微型中子源反應堆(原型微型堆)已經建成。到2010年，中國先進的研究堆和中國的實驗快堆相繼建成...原子能院加快建設一體化快堆核能體系，推動中國核能技術更新。確保核能“三步走”戰(zhàn)略走穩(wěn)走穩(wěn)，為國家能源安全提供解決方案。
隨著反應堆的快速發(fā)展，原子能院加速器的研發(fā)也取得了突破。從最初幾百KeV的低能加速器到現在的230MeV超導質子回旋加速器，BNCT(硼中子俘獲治療)強流質子回旋加速器等。，一批批中高能加速器逐漸產業(yè)化，為一些醫(yī)療、工業(yè)等領域的高科技課題提供了全新的解決方案。
探索全球核電的“未來選擇”
在我國，海南是核電比例最高的省份。
在海南昌江，藍天白云，椰風海韻。核電基地與自然環(huán)境和諧共處，繪制綠色畫軸，不斷為海南自貿港建設的蓬勃發(fā)展提供強大的綠色清潔能源支撐?！傲猃堃惶枴?于是就在這里如火如荼的建設。
“玲龍一號”是世界上第一個小型陸地商業(yè)模塊化壓水堆，也是繼“華龍一號”之后中國核電自主創(chuàng)新的重要成果。作為華龍一號的“小兄弟”，小堆“玲龍一號”被公認為“精致”。
雖然小堆很小，但并不是簡單地“微型化”大型壓水堆。在“玲龍一號”的諸多特點中，最顯眼的是集成設計和模塊化建設。
一體化設計是將反應堆的多個核心設備集合在一起。如果說很多傳統的臺式電腦都是由屏幕主機的鍵盤鼠標組成的，那么一小堆“玲龍一號”就是一個輕便、方便、安全的一體式筆記本。
模塊化施工是指“玲龍一號”的主體系統和施工都是模塊化的，可以批量制造工廠。組裝核反應堆就像組裝家電一樣，通過流水線操作、運輸和快速安裝，簡單、快速、高效。
以上各種優(yōu)勢，如“玲龍一號”安全性高、布局靈活、經濟環(huán)保等。，也讓它成為一個真正的“全能玩家”，不僅可以用于核能發(fā)電，還可以在區(qū)域供熱、海水淡化、工業(yè)供暖等非電力領域提供一切，從而有效解決內陸地區(qū)、島嶼、海上油氣鉆井平臺等地區(qū)的能源供應，因此也被稱為“移動充電寶”。
作為世界第一堆，“玲龍一號”的建設無法借鑒。項目團隊以高質量、精細化管理為抓手，加強項目整體規(guī)劃，采用“接力棒”工程統籌管理機制，分解任務，細致落實，確保上筒組裝、無損檢測等工作穩(wěn)步有序推進，使上筒吊裝具有提前吊裝條件。
截至2024年3月，小堆項目已開工32個月，項目有27個里程碑節(jié)點，15個一級里程碑節(jié)點已完成。目前小堆項目已進入安裝高峰階段，核島反應堆廠外穹頂吊裝到位，常規(guī)島汽輪機安裝已開始。目前，工程建設已全面進入全面安裝階段，工程建設安全質量總體可控。
“玲龍一號”更小、更靈活、更安全、用途更廣泛，不僅是“核能充電寶”，也是大國重器中一張美麗的“國家名片”，代表著中國核能技術的新高度。中國核電在不斷突破中創(chuàng)造了輝煌，從“跟隨”、“并駕齊驅”到“領先”。
今后，讓我們期待“玲龍一號”帶來更多的“核選擇”。
揭開“人造太陽”的神秘面紗
聚變能是我國核能發(fā)展實施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略的最后一步，也是解決能源問題的最后一步。
萬物復蘇靠太陽。太陽內部，核聚變無時無刻不在發(fā)生，為大自然帶來最常見的能量來源。
古代贊美父親的日子，現在核工業(yè)西南物理研究所(以下簡稱西物院)有了新一代的“人造太陽”。如果你想知道“人造太陽”，你必須首先知道什么是核聚變。
核聚變是兩個輕原子核的聚集，生成新的更重原子核，在反應過程中釋放巨大的能量?？煽睾司圩冊O備被稱為“人造太陽”，因為太陽通過核聚變產生持續(xù)的能量。
目前，可控核聚變主要有磁約束、重力約束和慣性約束三種技術路線。主流托卡馬克設備屬于磁約束。目前，國際主流使用氫的同位素和釩作為核聚變燃料。
什么是“人造太陽”的重要性？這個要從核聚變能的優(yōu)點說起。
從核聚變燃料的角度來看，海洋中存在大量的煤炭，煤炭可以通過地球上富含的鋰轉換。同時，核聚變可以通過少量燃料獲得巨大的能量。從一升海水中提取的煤炭燃料完全用于核聚變反應，釋放的能量相當于燃燒300升汽油。豐富的燃料儲量和巨大的能量密度意味著“能源自由”可以實現。
另一方面，核聚變反應的產生物是氦，對環(huán)境無害。而且由于核聚變反應條件極其苛刻，如果不滿足任何條件，聚變反應會自動停止，具有固有安全性高的特點。
因此，核聚變能是目前認識到的重要途徑之一，具有資源豐富、環(huán)境友好、固有安全性高的優(yōu)點，最終可以解決全球能源問題。人類一旦掌握了核聚變能，就會有數百億年的綠色能源。
實現地球核聚變反應的條件非常嚴格：需要高溫、高密度、高能量的約束時間。
例如，在核聚變過程中，等離子體的離子溫度需要超過1億攝氏度，要知道太陽的核心溫度只有1500萬至2000萬，在地球上建造一個高溫生成物，其難度比太陽溫度高近10倍。
目前，地球上沒有可以直接包裹1億攝氏度高溫等離子體的材料。科學家們想到了一種方法——用強磁場約束帶電顆粒，而“人造太陽”的真空室就是這樣一個容器。
幾十年來，中國一代又一代科學家在可控核聚變領域進行了持續(xù)而深入的探索。西物院作為中國最早致力于可控核聚變和等離子體物理研究的專業(yè)研究機構，在聚變領域建立了具有里程碑意義的三代重要平臺，即中國環(huán)流一號、中國環(huán)流二號和新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”。
2020年建成的“中國環(huán)流三號”，總高度8.39米，直徑8米，等離子體離子溫度可達1.5億度，是目前中國規(guī)模最大、參數最高的先進托卡馬克設備，也是我國新一代先進的磁約束核聚變試驗研究設備。
整個裝置中間有一個環(huán)形超高真空器皿，也就是“人造太陽”的心臟-真空室。里面的真空值可以達到10-6次方帕的量級，里面會產生強磁場，里面的帶電粒子會受到磁場的約束和控制，而這個強磁場就是通過向線圈通電產生的“磁鐵籠”，就是磁約束核聚變。
“人造太陽”的工作原理是將氣體注入這樣一個大型環(huán)形真空容器中，然后將氣體電離成等離子體，然后用強磁場控制帶電顆粒，然后加熱加壓，從而實現核聚變反應的條件。
中國環(huán)流三號等離子體電流于2022年10月實現115萬安培，創(chuàng)造了我國可控核聚變設備運行的新紀錄。2023年8月，中國環(huán)流三號在100萬安培等離子體電流下首次實現高約束模式運行，再次刷新了我國磁約束聚變設備的運行記錄。2023年底，中國環(huán)流三號向全世界開放，邀請全世界的科學家來中國集智攻關，共同追求“人造太陽”的能源理想。
如今，西物院的可控核聚變研究在一次又一次的實驗、一組數據和部件中穩(wěn)步推進。科學家認為，總有一天，核聚變可以點亮成千上萬盞燈。
原標題：“從“一堆一器”到核能“三步走”，大國自信來自“核”。→》
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作為清潔、穩(wěn)定的能源，國資小新，
過去半個世紀的核能
全球近一半的低碳電力都得到了貢獻，
維護世界能源安全，
應對全球氣候變化，
促進世界經濟增長作出了重要貢獻。
目前，核能也是我們國家
提高能源結構，保證能源安全，
實現“雙碳”目標的中堅力量。
由“一堆一器”到“核能三步走”，
中國核工業(yè)已經走過
艱苦而輝煌的歷程。
和小新一起，今天
重新走核工業(yè)路，
追尋核工業(yè)先輩的創(chuàng)業(yè)足跡，
探索大國自信來自“核心”——
建立中國核工業(yè)“硬核”自信
在北京西南郊區(qū)的一個沙灘和田野里，有一個由“核”建造的小鎮(zhèn)——房山新鎮(zhèn)。這是中國核科技的發(fā)源地，中國原子能科學研究院(以下簡稱“原子能學院”)就位于這里。
1955年，黨中央作出戰(zhàn)略決策，大力發(fā)展中國核能，決定從蘇聯引進一個直徑1.2米的重水型試驗反應堆和一個直徑1.2米的旋轉加速器。僅僅兩年多的時間，一個新的核能科學研究基地就在1956年開工。
核技術的發(fā)展離不開反應堆、加速器等大型科學設備，核技術水平集中體現在反應堆、加速器等先進水平上。
1958年，在蘇聯的支持下，原子能院建成了中國第一個重水反應堆和第一個旋轉加速器(簡稱“一堆一器”)。隨著中國進入核能時代，中國核科學研究的技術設備和實驗手段有了顯著提高。
圍繞“一堆一器”，原子能院在中國“兩彈一艇”的研發(fā)中做出了歷史性貢獻，產生了大量舉世矚目的研究成果，培養(yǎng)和運輸了一批優(yōu)秀人才，為中國核科技事業(yè)和核工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻，被稱為中國核工業(yè)的“搖藍”和“老母雞”。在國家表彰的23位“兩彈一星”獎章獲獎者中，有7位在這里立下了巨大的成就。
“一堆一器”見證了中國核工業(yè)從零開始的歷史，這是中國核工業(yè)的開始，也是中國“硬核”的開始。
如今，第一個重水反應堆已經關閉，第一個旋轉加速器已經退役。原子能院也從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內加速器和反應堆類型最多的綜合R&D基地。
在反應堆方面，從1964年開始，中國第一個國產反應堆——49-2游泳池反應堆是由原子能院自行設計和建造的。到1984年，中國第一個微型中子源反應堆(原型微型堆)已經建成。到2010年，中國先進的研究堆和中國的實驗快堆相繼建成...原子能院加快建設一體化快堆核能體系，推動中國核能技術更新。確保核能“三步走”戰(zhàn)略走穩(wěn)走穩(wěn)，為國家能源安全提供解決方案。
隨著反應堆的快速發(fā)展，原子能院加速器的研發(fā)也取得了突破。從最初幾百KeV的低能加速器到現在的230MeV超導質子回旋加速器，BNCT(硼中子俘獲治療)強流質子回旋加速器等。，一批批中高能加速器逐漸產業(yè)化，為一些醫(yī)療、工業(yè)等領域的高科技課題提供了全新的解決方案。
探索全球核電的“未來選擇”
在我國，海南是核電比例最高的省份。
在海南昌江，藍天白云，椰風海韻。核電基地與自然環(huán)境和諧共處，繪制綠色畫軸，不斷為海南自貿港建設的蓬勃發(fā)展提供強大的綠色清潔能源支撐?！傲猃堃惶枴?于是就在這里如火如荼的建設。
“玲龍一號”是世界上第一個小型陸地商業(yè)模塊化壓水堆，也是繼“華龍一號”之后中國核電自主創(chuàng)新的重要成果。作為華龍一號的“小兄弟”，小堆“玲龍一號”被公認為“精致”。
雖然小堆很小，但并不是簡單地“微型化”大型壓水堆。在“玲龍一號”的諸多特點中，最顯眼的是集成設計和模塊化建設。
一體化設計是將反應堆的多個核心設備集合在一起。如果說很多傳統的臺式電腦都是由屏幕主機的鍵盤鼠標組成的，那么一小堆“玲龍一號”就是一個輕便、方便、安全的一體式筆記本。
模塊化施工是指“玲龍一號”的主體系統和施工都是模塊化的，可以批量制造工廠。組裝核反應堆就像組裝家電一樣，通過流水線操作、運輸和快速安裝，簡單、快速、高效。
以上各種優(yōu)勢，如“玲龍一號”安全性高、布局靈活、經濟環(huán)保等。，也讓它成為一個真正的“全能玩家”，不僅可以用于核能發(fā)電，還可以在區(qū)域供熱、海水淡化、工業(yè)供暖等非電力領域提供一切，從而有效解決內陸地區(qū)、島嶼、海上油氣鉆井平臺等地區(qū)的能源供應，因此也被稱為“移動充電寶”。
作為世界第一堆，“玲龍一號”的建設無法借鑒。項目團隊以高質量、精細化管理為抓手，加強項目整體規(guī)劃，采用“接力棒”工程統籌管理機制，分解任務，細致落實，確保上筒組裝、無損檢測等工作穩(wěn)步有序推進，使上筒吊裝具有提前吊裝條件。
截至2024年3月，小堆項目已開工32個月，項目有27個里程碑節(jié)點，15個一級里程碑節(jié)點已完成。目前小堆項目已進入安裝高峰階段，核島反應堆廠外穹頂吊裝到位，常規(guī)島汽輪機安裝已開始。目前，工程建設已全面進入全面安裝階段，工程建設安全質量總體可控。
“玲龍一號”更小、更靈活、更安全、用途更廣泛，不僅是“核能充電寶”，也是大國重器中一張美麗的“國家名片”，代表著中國核能技術的新高度。中國核電在不斷突破中創(chuàng)造了輝煌，從“跟隨”、“并駕齊驅”到“領先”。
今后，讓我們期待“玲龍一號”帶來更多的“核選擇”。
揭開“人造太陽”的神秘面紗
聚變能是我國核能發(fā)展實施“熱堆-快堆-聚變堆”三步走戰(zhàn)略的最后一步，也是解決能源問題的最后一步。
萬物復蘇靠太陽。太陽內部，核聚變無時無刻不在發(fā)生，為大自然帶來最常見的能量來源。
古代贊美父親的日子，現在核工業(yè)西南物理研究所(以下簡稱西物院)有了新一代的“人造太陽”。如果你想知道“人造太陽”，你必須首先知道什么是核聚變。
核聚變是兩個輕原子核的聚集，生成新的更重原子核，在反應過程中釋放巨大的能量?？煽睾司圩冊O備被稱為“人造太陽”，因為太陽通過核聚變產生持續(xù)的能量。
目前，可控核聚變主要有磁約束、重力約束和慣性約束三種技術路線。主流托卡馬克設備屬于磁約束。目前，國際主流使用氫的同位素和釩作為核聚變燃料。
什么是“人造太陽”的重要性？這個要從核聚變能的優(yōu)點說起。
從核聚變燃料的角度來看，海洋中存在大量的煤炭，煤炭可以通過地球上富含的鋰轉換。同時，核聚變可以通過少量燃料獲得巨大的能量。從一升海水中提取的煤炭燃料完全用于核聚變反應，釋放的能量相當于燃燒300升汽油。豐富的燃料儲量和巨大的能量密度意味著“能源自由”可以實現。
另一方面，核聚變反應的產生物是氦，對環(huán)境無害。而且由于核聚變反應條件極其苛刻，如果不滿足任何條件，聚變反應會自動停止，具有固有安全性高的特點。
因此，核聚變能是目前認識到的重要途徑之一，具有資源豐富、環(huán)境友好、固有安全性高的優(yōu)點，最終可以解決全球能源問題。人類一旦掌握了核聚變能，就會有數百億年的綠色能源。
實現地球核聚變反應的條件非常嚴格：需要高溫、高密度、高能量的約束時間。
例如，在核聚變過程中，等離子體的離子溫度需要超過1億攝氏度，要知道太陽的核心溫度只有1500萬至2000萬，在地球上建造一個高溫生成物，其難度比太陽溫度高近10倍。
目前，地球上沒有可以直接包裹1億攝氏度高溫等離子體的材料。科學家們想到了一種方法——用強磁場約束帶電顆粒，而“人造太陽”的真空室就是這樣一個容器。
幾十年來，中國一代又一代科學家在可控核聚變領域進行了持續(xù)而深入的探索。西物院作為中國最早致力于可控核聚變和等離子體物理研究的專業(yè)研究機構，在聚變領域建立了具有里程碑意義的三代重要平臺，即中國環(huán)流一號、中國環(huán)流二號和新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”。
2020年建成的“中國環(huán)流三號”，總高度8.39米，直徑8米，等離子體離子溫度可達1.5億度，是目前中國規(guī)模最大、參數最高的先進托卡馬克設備，也是我國新一代先進的磁約束核聚變試驗研究設備。
整個裝置中間有一個環(huán)形超高真空器皿，也就是“人造太陽”的心臟-真空室。里面的真空值可以達到10-6次方帕的量級，里面會產生強磁場，里面的帶電粒子會受到磁場的約束和控制，而這個強磁場就是通過向線圈通電產生的“磁鐵籠”，就是磁約束核聚變。
“人造太陽”的工作原理是將氣體注入這樣一個大型環(huán)形真空容器中，然后將氣體電離成等離子體，然后用強磁場控制帶電顆粒，然后加熱加壓，從而實現核聚變反應的條件。
中國環(huán)流三號等離子體電流于2022年10月實現115萬安培，創(chuàng)造了我國可控核聚變設備運行的新紀錄。2023年8月，中國環(huán)流三號在100萬安培等離子體電流下首次實現高約束模式運行，再次刷新了我國磁約束聚變設備的運行記錄。2023年底，中國環(huán)流三號向全世界開放，邀請全世界的科學家來中國集智攻關，共同追求“人造太陽”的能源理想。
如今，西物院的可控核聚變研究在一次又一次的實驗、一組數據和部件中穩(wěn)步推進。科學家認為，總有一天，核聚變可以點亮成千上萬盞燈。
原標題：“從“一堆一器”到核能“三步走”，大國自信來自“核”。→》
閱讀原文
本文僅代表作者觀點，版權歸原創(chuàng)者所有，如需轉載請在文中注明來源及作者名字。
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