核工業(yè)西南物理研究院作為我國(guó)從事核聚變能源開發(fā)的專業(yè)研究院，是國(guó)家核能 “三步走”(“熱堆-快堆-聚變堆”)發(fā)展戰(zhàn)略中聚變堆研發(fā)的核心單位，也是我國(guó)參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃的重要技術(shù)支撐單位，代表著我國(guó)核聚變能源研究的規(guī)模和水平。

“十三五”期間，西物院秉承“強(qiáng)核報(bào)國(guó)、造福人類”的使命，踐行科技自立自強(qiáng)，取得了一系列國(guó)際、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先科研成果，人才隊(duì)伍綜合實(shí)力全面提升并入選國(guó)家科技部“創(chuàng)新人才培養(yǎng)示范基地”。“十四五”期間，全院科技工作在國(guó)家“三新一高”戰(zhàn)略指引下，正在以聚變研究新基地建設(shè)為牽引，向著高質(zhì)量發(fā)展邁出堅(jiān)定步伐。

中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置

聚變研究成就斐然

“十三五”期間，西物院依托中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A(HL-2A)裝置物理實(shí)驗(yàn)、新一代先進(jìn)磁約束核聚變裝置——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M(HL-2M)裝置建設(shè)，開展聚變前沿等離子體物理研究，發(fā)展托卡馬克裝置實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù);作為我國(guó)參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃的重要支撐單位，圍繞ITER采購(gòu)包任務(wù)，大力開展聚變堆關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，不斷掌握聚變堆設(shè)計(jì)、建造技術(shù)，積極面向未來打造聚變堆核島設(shè)計(jì)研究院。五年間西物院共獲省部級(jí)以上科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)23項(xiàng)，其中一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)8項(xiàng);共獲授權(quán)專利287項(xiàng);在物理學(xué)國(guó)際頂級(jí)刊物《Physical Review Letters》和《Nature》雜志子期刊《Scientific Reports》等國(guó)內(nèi)外主要刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文582篇。

中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A裝置放電畫面

作為國(guó)家重大科學(xué)工程裝置，HL-2A裝置重點(diǎn)瞄準(zhǔn)ITER及未來聚變堆關(guān)鍵核心問題開展攻關(guān)，裝置能力和水平得到進(jìn)一步提升，多項(xiàng)技術(shù)取得重大突破。如成功研制了新一代低雜波有源/無源間隔波導(dǎo)陣列天線，并在國(guó)際上首先驗(yàn)證了該天線在高約束模條件下的耦合性能，為ITER低雜波電流驅(qū)動(dòng)天線設(shè)計(jì)提供了重要數(shù)據(jù);在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了高比壓等離子體運(yùn)行，標(biāo)志著我國(guó)具備了開展與ITER及未來聚變堆相關(guān)的高約束、高比壓實(shí)驗(yàn)研究的能力;基于原創(chuàng)的加料與控制技術(shù)、先進(jìn)的高時(shí)空分辨診斷系統(tǒng)以及高功率二級(jí)加熱系統(tǒng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，多項(xiàng)成果發(fā)表在物理學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊和聚變領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊上。這些成果為進(jìn)一步提升聚變實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行品質(zhì)、ITER的運(yùn)行與實(shí)驗(yàn)以及未來聚變堆的設(shè)計(jì)提供了重要物理基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

2020年底，西物院自主設(shè)計(jì)建造完成了HL-2M，取得了多項(xiàng)重大技術(shù)突破，標(biāo)志著中國(guó)自主掌握了大型先進(jìn)托卡馬克裝置的設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行技術(shù),為我國(guó)核聚變堆的自主設(shè)計(jì)與建造打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。HL-2M成為我國(guó)規(guī)模最大、參數(shù)最高的磁約束可控核聚變實(shí)驗(yàn)研究裝置，入選2020年國(guó)內(nèi)十大科技新聞和2020年度央企十大國(guó)之重器。

TAC1合同簽約儀式

五年里，西物院承擔(dān)了我國(guó)ITER采購(gòu)包任務(wù)中絕大部分涉核部件的研發(fā)與加工制造任務(wù)，包括ITER裝置的一系列關(guān)鍵部件的采購(gòu)包任務(wù)。通過ITER采購(gòu)包任務(wù)執(zhí)行，西物院在設(shè)計(jì)創(chuàng)新、特殊材料研制、材料連接技術(shù)、關(guān)鍵部件制造技術(shù)和試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)開發(fā)等方面取得多項(xiàng)突破，解決了一系列聚變工程關(guān)鍵技術(shù)。尤其在ITER第一壁等聚變堆關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)研發(fā)上實(shí)現(xiàn)了重大技術(shù)突破，也實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在聚變堆包層技術(shù)方面從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的快速發(fā)展;按期完成了ITER磁體支撐系統(tǒng)等大批量大型部件的研發(fā)、制造與交付等，為ITER裝置的建造提供了保證，做出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)，西物院發(fā)展并掌握了一系列聚變堆關(guān)鍵核心技術(shù)，為中國(guó)自主設(shè)計(jì)建造聚變堆奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

ITER建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)組裝大廳

此外，西物院作為主要技術(shù)支撐單位參與組成的聯(lián)合體成功中標(biāo)ITER組織迄今公開發(fā)布的最大安裝合同——托卡馬克主機(jī)安裝一號(hào)合同。該安裝標(biāo)段是ITER裝置最重要的核心設(shè)備安裝工程，其成功中標(biāo)不僅表明我國(guó)數(shù)十年的核聚變工程技術(shù)沉淀、核電建設(shè)能力及國(guó)際影響力已獲國(guó)際聚變界和核工程界的高度認(rèn)可，同時(shí)也將使我國(guó)通過合同的實(shí)施率先掌握大型托卡馬克工程安裝能力及相關(guān)核心技術(shù)，為未來自主建造聚變商用堆積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

人才培養(yǎng)

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與開放合作成果顯著

“十三五”期間，西物院積極擴(kuò)大聚變中間技術(shù)應(yīng)用，在DLC厚膜工業(yè)化應(yīng)用、硬質(zhì)超厚涂層制備、陶瓷基高性能金屬化涂層技術(shù)、熱等離子體應(yīng)用等方面取得顯著成績(jī)。比如，應(yīng)用于航空的硬質(zhì)超厚涂層專用設(shè)備順利交付用戶;非金屬表面金屬化工藝應(yīng)用于人造衛(wèi)星;成功開發(fā)5G部件表面金屬化工藝;含氟廢液等離子體高溫裂解系統(tǒng)通過環(huán)評(píng)驗(yàn)收;研發(fā)核電廢物等離子體高溫熔融系統(tǒng)，為核電廢物最小化提供了解決方案。

 

西物院與中核投資共同成立的中核同創(chuàng)揭牌儀式

“十三五”期間，西物院積極發(fā)揮國(guó)家“國(guó)際科技合作示范基地”作用，以國(guó)際大科學(xué)工程ITER計(jì)劃為牽引，不斷拓展國(guó)際科技合作和學(xué)術(shù)交流的深度和廣度。西物院共派出900余人次赴境外學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)交流，20多個(gè)國(guó)家及組織的500余名專家學(xué)者來院開展合作。

西物院重點(diǎn)加速推進(jìn)了高層次國(guó)際合作平臺(tái)，如簽署協(xié)議建立中法聚變聯(lián)合研究中心，標(biāo)志著中法聚變合作進(jìn)入新的局面;搭建了國(guó)際和國(guó)內(nèi)大型學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，如首屆亞太等離子體物理大會(huì)、國(guó)際聚變成都理論物理節(jié)、第一屆中國(guó)磁約束聚變能大會(huì)暨聚變能活動(dòng)周等學(xué)術(shù)會(huì)議，為深化多邊合作，助力聚變研究發(fā)展起到了重要推動(dòng)作用。

聚變中間技術(shù)

“十四五”期間，在國(guó)家“三新一高”戰(zhàn)略指引下，按照集團(tuán)公司新時(shí)代發(fā)展戰(zhàn)略部署，西物院將堅(jiān)持和加強(qiáng)黨的領(lǐng)導(dǎo)，推動(dòng)黨建和業(yè)務(wù)工作深度融合;堅(jiān)持系統(tǒng)思維，推動(dòng)“一院三區(qū)”聚變研發(fā)基地協(xié)調(diào)發(fā)展;堅(jiān)持改革創(chuàng)新，進(jìn)一步釋放高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)生動(dòng)力，瞄準(zhǔn)全面建設(shè)國(guó)際一流核聚變研究設(shè)計(jì)院的目標(biāo)，當(dāng)好我國(guó)核聚變能開發(fā)的排頭兵，為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和加快建設(shè)核工業(yè)強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)智慧和力量。

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