“人造太阳”计划：和平利用聚变能

ITER场址图（图片来源：ITER官网）

国际热核聚变实验堆（简称“ITER”：International Thermonuclear Experimental Reactor）计划是当今世界最大的大科学工程国际科技合作计划之一，也是迄今我国参加的规模最大的国际科技合作计划。其目标是验证和平利用聚变能的科学与技术可行性，是未来化解世界性能源危机和环境污染问题的重要途径，因而该计划又被称为“人造太阳”计划。

中国参与的规模最大的国际科技合作计划

ITER计划倡议于1985年，并于1988年开始实验堆的研究设计工作。ITER计划吸引了包括中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七个成员方共30多个国家共同参与，集成了当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果，首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，研究解决大量技术难题，是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步。经过13年努力，耗资15亿美元，在集成世界聚变研究主要成果基础上，ITER工程于2001年完成设计。

ITER国际聚变能组织（简称“ITER组织”）于2007年10月24日正式成立，ITER计划进入装置建造阶段。ITER计划总部设在法国南部城市卡达拉什（Cadarache）。ITER计划的实施分四个阶段：建造期10年；运行期20年；去活化阶段5年；最后装置交由东道国退役。

ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克。其装置中心是高温氘氚等离子体环，等离子体环在屏蔽包层的环型包套中，在包层外是巨大的环形真空室。在下侧有偏虑器与真空室相连，可排出核反应后的废气。真空室穿在16个大型超导环向场线圈（即纵场线圈）中。环向超导磁体将产生5.3特斯拉的环向强磁场，是装置的关键部件之一。穿过环的中心是一个巨大的超导线圈筒（中心螺管），在环向场线圈外侧还布有六个大型环向超导线圈，即极向场线圈。中心螺管和极向场线圈的作用是产生等离子体电流和控制等离子体位形。上述系统整个被罩于一个大杜瓦中，坐落于底座上，构成实验堆本体。整个体系还包括：大型供电系统、大型氚工厂、大型供水（包括去离子水）系统、大型高真空系统、大型液氮、液氦低温系统等。ITER装置不仅反映了国际聚变能研究的最新成果，而且综合了当今世界各领域的一些顶尖技术，如：大型超导磁体技术，中能高流强加速器技术，连续、大功率毫米波技术，复杂的远程控制技术等等。

中国参与：从无到有，从有到强

2003年2月，经国务院批准，我国正式开始加入ITER计划谈判。2006年11月，时任科技部部长徐冠华代表中方在法国爱丽舍宫共同签署ITER计划《联合实施协定》和《特权与豁免协定》。2007年9月，时任国家主席胡锦涛正式签发协定批准书，我国正式加入ITER计划。2008年10月，中国国际核聚变能源计划执行中心组建成立，ITER中国工作全面展开。

我国作为ITER计划的七个成员方之一，承担ITER建设阶段9.09%和运行、退役阶段10%的经费，享有ITER100%的技术成果和知识产权。

ITER计划是新中国成立以来有机会、有能力以平等伙伴身份参加的规模最大的国际科技合作项目。参加ITER计划，是中国为国家未来能源可持续发展作出的重大决策，彰显了我国对全球重大发展问题负责任的态度和积极参与国际科技合作、充分利用国际科技资源促进自主创新的雄心和决心。

高品质兑现承诺，切实发出中国声音

通过参与ITER装置建设，以高品质兑现我国承诺，填补我国核聚变领域技术空白。目前正在开展的ITER计划工程建设工作中，我国与ITER组织陆续签署18个采购安排协议，全面进入实物贡献国内落实阶段。我国攻坚克难、全力以赴按时保质开展各项采购包部件系统研发任务，在ITER计划各参与方中处于领先地位。我国有近30家承担ITER任务的一级承担单位，在技术上实现了从无到有、从有到强的跨越，填补了国内核聚变技术空白。我国在ITER导体研制过程中，实现了低温超导股线100%国产化、100%满足质量要求，研发和生产能力已经达到国际一流水平。

通过参与ITER组织高层决策管理，切实发出中国声音。近年来，我国在ITER理事会及其附属管理委员会相继担任重要职位，如2018—2019年担任理事会副主席，2016—2017年担任财务审计委员会主席，2014—2015年担任管理咨询委员会主席，2010—2011年担任科技咨询委员会主席。2015年我国推荐的专家成功担任管理评估员。这些任职在保障和推动ITER计划顺利实施的同时，切实维护我国参与ITER计划的相关权益，提高了中国的发言权。

通过参与ITER计划，带动我国核聚变科学技术发展。在消化ITER和国际磁约束聚变堆设计和技术的基础上，我国已圆满完成了中国聚变工程实验堆（CFETR）概念设计，目前正在开展工程设计。同时，我国已先后建成了中国环流器二号A（HL-2A）和东方超环（EAST）等装置，在氚循环、等离子体控制、测试包层模块（TBM）、核环境遥操作及模拟计算等领域都取得了很大进展和突破，多项物理实验研究成果位于世界前位。HL-2A在国内首次实现了偏滤器位形放电，高约束模式运行，使得我国成为继美、日、欧之后第四个实现高约束模式运行的国家。2017年7月，EAST在世界上首次实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，再次创造了磁约束核聚变研究新的世界纪录。

中国参与ITER计划十多年来的成绩得到了党和国家领导人的高度肯定。2014年6月，习近平总书记在国际工程科技大会主旨演讲中肯定了以ITER计划为代表的一大批重大科技工程，称其对中国的经济社会发展和工程进步起到了重要促进作用。2016—2018年，习近平总书记先后三次参观由科技部核聚变中心牵头的我国参与ITER计划相关展项，作出重要指示，为我国聚变领域未来发展指明了方向。

《北京核聚变宣言》，牵头组织大科学计划

在ITER计划框架下，我国开展了一系列双边、多边国际科技合作，包括中欧、中日、中韩、中美、中俄间核聚变国际合作，并不断拓宽合作领域，在国际合作中提出中国方案，贡献中国智慧。2017年科技部核聚变中心牵头国内研究院所，与法国原子能委员会联合成立了中法聚变联合研究中心（SIFFER），在ITER建设安装与运行调试、核聚变技术合作、中国聚变工程实验堆（CFETR）等方面开展合作，为我国创造良好的国际科技合作环境，有力提升了我国核聚变能源国际合作水平。

借助ITER计划，我国通过国际职员派遣和人才培养，锻炼了一支国际大科学工程研发和管理团队。为提升我国聚变人才能力素质，科技部已连续七年举办“国际组织及国际大科学计划人才能力建设研修班”，培训学员近500人次，持续储备核聚变工程技术和管理人才，已有不少学员成功赴ITER组织任职。同时，多措并举向ITER组织推荐和派遣国际职员、访问学者和借调人员，有针对性地依托ITER国际组织开展实地培养。截至2019年7月，ITER组织正式职员总数为903人，中方职员为85人，占比9.4%，位列除东道方欧盟外其余六方之首。

近年来，随着在科学技术、工程建设、项目管理、人才培养等方面的全面发展，中国聚变在海内外的影响力不断提升。在2017年阿斯塔纳世博会、“十二五”国家科技成就展和“砥砺奋进的五年”大型成就展上，中国聚变吸引了国家领导人、世界各国媒体和公众的重点关注。

2019年6月19—20日，ITER理事会第二十四届会议在法国召开

2017年在庆祝ITER计划十周年时，世界各国核聚变领域的科学家和领导者肯定了过去十年中国在ITER中扮演的重要角色和中国核聚变事业的飞速进步，共同发表了《北京聚变宣言》，支持建设“中国聚变工程实验堆”（CFETR），通过国际合作互利共赢，为人类未来开发清洁、安全和可持续的能源。

党的十八届五中全会提出，我国应积极提出并牵头组织国际大科学计划和大科学工程。2018年3月，国务院印发《积极牵头组织国际大科学计划和大科学工程方案》，为这一战略任务描绘了具体路线图。牵头组织大科学计划作为建设创新型国家和世界科技强国的重要标志，对于我国增强科技创新实力、提升国际话语权具有积极深远意义。我国目前参加了以国际热核聚变实验堆计划（ITER）为代表的一批国际大科学计划，为我国未来牵头组织国际大科学计划和大科学工程积累了经验。从ITER计划建立之初，我国就参与其中，是重要的参与者和建设者，获得了比较全面的参与经验。通过全面参加ITER计划，我国积极学习国际大科学工程计划的组织管理，探索如何在国际大科学工程中发挥更大作用，深入了解目前国际上大科学工程和大科学装置的进展、商业运作模式、潜在的合作伙伴及商业机遇，为后续牵头大科学计划的顺利实施提供有益借鉴。（中国国际核聚变能源计划执行中心供稿）