科技名词

国际热核实验堆

international thermonuclear experimental reactor，ITER

定义：国际原子能机构支持的超大型国际合作研发的实验性聚变堆项目，预计2020年在法国建成后，除集成验证先进托卡马克运行模式和稳态燃烧等离子体的科学规律外，还将验证聚变反应堆的工程技术问题。

学科：电力_核电

相关名词：空间核电源 加速器驱动次临界反应堆系统 供热反应堆

【延伸阅读】

人类正在努力开发下一代发电技术——核聚变发电。目前，三十多个国家参与合作（中国是七个主要成员方之一）的大型核聚变实验装置——国际热核实验堆（ITER）正在法国南部建设。国际热核实验堆装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克。

对于托卡马克来说，装置越大，等离子体的性能越高。为了利用这一特性，国际热核实验堆是一个主机直径和高度各约30米、重量约2.3万吨的巨大装置。

国际热核实验堆预计于2025年开始运行。截至2021年6月，已经建设完成了总工程的75%左右。各国分工制作的共超过100万个部件陆续运到，正在进行组装。

国际热核实验堆的目标主要有两个。

一个目标是，核聚变产生的能量达到加热等离子体所需能量的10倍。在核聚变反应堆里，维持核聚变反应是需要消耗能量的。如果产生的能量不能充分地超过所消耗的能量，就难以达到实用的目的。因此，等离子体的自热非常重要。核聚变反应产生中子和氦原子核后，中子会离开磁场线，而氦原子核仍会被约束在磁场线的“笼子”中。利用这些氦原子核的能量给等离子体加热，就是自热。自热可以有效地让核聚变发生并维持。国际热核实验堆的目标是，通过提高自热效率等措施，在投入5万千瓦能量的基础上，能够输出50万千瓦。

不过，国际热核实验堆只是一个实验堆，没有发电功能。如果实现了产生足够能量的目标，接下来就会建设以实用为前提进行综合验证和发电的聚变示范堆（DEMO），之后才会建设实用堆。

国际热核实验堆的另一个目标是，整合核聚变所需的各种技术，并验证其有效性。核聚变反应堆在技术上难度非常高。让等离子体的温度超过1亿摄氏度的同时，用于产生磁力、约束等离子体的超导线圈则需处于-269℃的极低温——只有这样，线圈才能产生极强的磁场。还有，在这样极端环境下运转的巨大装置的零部件，必须以毫米级的精度进行组装。

在如此极端条件下的如此巨大的装置，进行如此精密的组装，是前所未有的。它不仅对零部件的质量要求非常严格，还需要各个领域的通力合作。