近期，中核集團核工業西南物理研究院傳出消息，全球最大的「人造太陽」，國際熱核聚變實驗堆（ITER）增強熱負荷第一壁完成首件製造，並且具備了批量製造條件。這次最新突破的關鍵部件「第一壁」，實際上是「人造太陽」的「防火牆」，可以直接面對燃燒的上億攝氏度等離子體。
一米距離，溫度從一億攝氏度到-269℃
「人造太陽」，簡言之就是在地球上造一個裝置，模擬太陽發光發熱釋放能量，從而解決人類所面臨的能源問題。「人造太陽」一般指國際熱核聚變實驗堆計劃。
探索開發聚變能源的國際熱核聚變實驗堆（ITER），由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國7方共同參與建造，被譽為全世界最大的「人造太陽」。目前，ITER正在法國南部按計劃推進，預計2025年完成。
聚變能源一直被認為是人類的終極能源夢想。就在2022年11月22日，中核集團核工業西南物理研究院傳出消息：全球最大「人造太陽」核心部件——國際熱核聚變實驗堆（ITER）增強熱負荷第一壁完成首件製造，並具備了批量製造條件。
這是我國在可控核聚變領域的巨大突破，標誌著中國全面突破「ITER增強熱負荷第一壁」關鍵技術，實現該項核心科技持續領跑，有力提升了我國在該領域的話語權。
ITER增強熱負荷第一壁，簡稱「第一壁」。它直接面對真空壁等離子體堆芯的1億攝氏度高溫，是ITER裝置最關鍵的堆芯部件，也是核聚變堆建設的關鍵技術。
中核集團核工業西南物理研究院工程技術領域首席專家、ITER增強熱負荷第一壁團隊負責人諶繼明告訴記者，太陽表面溫度約6000℃，一億攝氏度就相當於16666個太陽累計燃燒的溫度。
從真空壁堆芯一億攝氏度的高溫等離子，快速下降到外麵包層-269℃，中間只間隔1米多。目前，世界上還沒有一種物質能承受上億攝氏度的高溫。
無法忍受高溫，那就主動降溫。冷卻水巧妙地解決了材料抗高溫的問題，然而「第一壁」的製造加工安裝也充滿著挑戰。
增強熱負荷的手指部件，簡稱「手指」，是「第一壁」中最關鍵、最核心的零部件，製作難度不小。部件中銅和不鏽鋼連接部位的貼合度間隙誤差需要打著手電筒光，從逆光角度才能看得見。
手指部件的銅表面特殊加工更是要求誤差率要小於0.01毫米。
手指部件有三層，下面一層是不鏽鋼、中間是銅，上面一層是金屬鈹。四川雅安的一家配套企業，用自己的「獨門絕技」，把這三種不同特性的金屬材料緊密地貼合在一起。
中核集團核工業西南物理研究院助理研究員 周毅
在十幾家配套企業的共同研發努力下，手指部件在2022年3月完成了加工製造。此後經過8次模擬高熱負荷測試，每次持續一周，在10月順利通關。
就在諶繼明科研團隊在手指部件取得重要突破時，他的同事，李鵬遠的科研團隊也有了新的進展。李鵬遠團隊負責ITER增強熱負荷第一壁外側，也就是真空壁外面的包層——磁體支撐的研發。
中核集團核工業西南物理研究院研究員 李鵬遠
與「手指」的加工製造類似，「第一壁」的磁體支撐同樣離不開眾多配套企業。因為是核能產品，加工要求零容忍、零缺陷。因此技術人員在實際加工前，要先藉助計算機軟體，做數控程序處理。即便有計算機幫忙，這個過程的難度依然不小。
像太陽那樣利用核聚變獲得源源不斷的清潔能源供應，是人類長久以來的夢想。在這條研發的道路上，它可能是4年、5年，甚至更長時間坐科研「冷板凳」的寂寞孤獨，可能是無數日夜的重複，也可能是一次又一次測試的失敗。
「人造太陽」的每一項技術都需要反覆測試。近乎苛刻的要求使得相關科技研發快速迭代，並不斷應用到民用製造業。李鵬遠團隊最近研製的高溫超導導體，就是其中的一個代表。
不僅如此，參與「人造太陽」部件製造的加工配套企業也在快速發展。
癌症治療有望用上國產核技術
鈷60、碳14、釔90是三種同位素原料，它們與核反應堆發生反應後，就成為帶放射性的醫用同位素。同位素鈷60，主要用於伽馬射線治療腫瘤疾病。2009年，我國已實現鈷60國產化。
同位素碳14原料，主要用於檢測幽門螺桿菌，目前主要依靠進口。釔90同位素原料，可以用於癌症的放射性治療，目前基本依靠國外進口。
國際上使用釔90同位素的體內放射治療已經有二十多年，我國最近幾年才開始起步。浙江省腫瘤醫院是我國釔90放射治療的臨床研究單位之一。這种放射治療適用於一些腫瘤較大，不適宜做手術或化療的癌症患者。
不過，釔90用來進行放射治療，價格十分昂貴。這背後，是我國一直無法實現自主生產釔90同位素的現實。而眼下，這一情況正在發生改變。
2022年10月28日，我國最大同位素生產基地在浙江海鹽正式開工建設。預計2025年3月建成投產，這將有效解決國內同位素產品嚴重依賴進口的問題。
釔90實現國產化，背後離不開秦山核電的努力。以國產釔90同位素原料為例，這第一關，就是要研製生產出特殊的玻璃微球。
浙江頤核醫療科技有限公司研發部工程師 徐忠平
微球製造完成後，管道的生產同樣不可或缺。位於浙江湖州吳興區的一家配套廠，建有世界先進水平的無縫管生產線和焊接管生產線。裝同位素原料的「靶件」管道，就是在這裡製造加工的。
符合要求的管道做好後，裝入同位素原料，就成了「靶件」，「靶件」隨後進入秦山核電站核反應堆廠房。
裝有同位素原料的「靶件」，在核反應堆裡面放置兩年，充分吸收反應堆裂變產生的中子帶有放射性後，再藉助專門的屏蔽運輸容器，通過遠程操作，從核反應堆里提取出來，吊運到「乏燃料水池」，進行降溫和輻射屏蔽。
為了便於以後的運輸，隨後，這個3米多長，帶有高放射性的靶件被拆成20厘米一段的長度，再放入一個專用的容器裡面，等待進一步加工。
醫用同位素是核醫學發展的基礎與核心。目前，醫用同位素關鍵產品國產化的研發還在不斷進行，未來將給更多癌症患者帶去希望。
欄目主編：秦紅 文字編輯：宋慧 題圖來源：央視 圖片編輯：笪曦
來源：作者：央視財經
