韩国计划2035年前建成自主创新型聚变反应堆
韩国聚变能源研究院 (KFE) K-Moonshot项目聚变领域负责人杨亨烈近日表示,韩国计划在2035年前建成自主研发的创新型聚变反应堆,并力争在2039年前完成发电示范。他说,核聚变是一项难度极高的技术挑战,但一旦突破,将对能源、产业和科技体系产生广泛带动作用。

韩国登月计划项目总监杨亨烈
核聚变通过模拟太阳内部能量产生过程获取能量,因此常被称为“人造太阳”。在人工智能应用快速扩张、电力需求持续上升以及全球减碳压力加大的背景下,聚变能源商业化正受到更多国家和企业关注。韩国政府已将核聚变与小型模块化反应堆、可再生能源等列为未来重点技术方向,并希望通过公私合作推进聚变能源商业化。
按照韩国方面披露的计划,韩国式创新型聚变反应堆将于今年启动主体装置概念设计,明年完成基础设计,2028年进入工程设计阶段,2030年完成相关设计工作。杨亨烈介绍,项目目标是在2030年代初开始组装,2035年完成装置建设,2036年产生第一等离子体,并在2039年开展实际发电示范。
杨亨烈表示,利用聚变反应堆发电并向电网供电的技术可行性,已在模拟和实验层面得到初步验证。目前更大的难点在于经济性,即未来聚变发电成本能否与小型模块化反应堆和可再生能源形成竞争。
全球聚变商业化竞争正在加速。美国私营聚变企业联邦聚变系统公司 (Commonwealth Fusion Systems, CFS) 在大型科技企业投资支持下,正推进聚变示范装置SPARC测试,并计划在2030年代通过后续商业反应堆ARC实现供电。中国也在推进BEST装置运行准备,并开展中国聚变工程试验堆 (CFETR) 相关研发,以验证聚变发电能力。
韩国推进聚变商业化的重要基础之一,是自2007年以来自主研发并运行的超导托卡马克聚变研究装置KSTAR,以及参与国际热核聚变实验堆 (ITER) 项目积累的工程经验。不过,聚变发电仍面临多项关键技术难题,包括如何长期稳定约束超过1亿摄氏度的高温等离子体、维持聚变反应、处理和回收氚,以及实现聚变反应堆的安全控制与稳定运行。
韩国方面认为,人工智能有望在聚变研发中发挥重要作用。杨亨烈表示,人工智能可用于材料开发、高温等离子体行为预测等领域,人工智能智能体也可能帮助实现聚变反应堆运行过程的自动化。为缩短研发周期,韩国聚变能源研究院计划建设“人工智能虚拟聚变反应堆”,用于反应堆设计、控制方案的自动化优化。KSTAR产生的高质量实验数据,也将为人工智能模型训练提供支撑。
韩国政府还计划通过成立特殊目的公司等方式推进公私合作,并在全罗南道罗州市建设用于大规模示范聚变反应堆核心部件和设备验证的配套基础设施。杨亨烈认为,建立由私营部门共同参与的治理结构,是加快项目推进的重要条件。
安全许可制度建设同样被列为后续重点。杨亨烈表示,聚变能源相较其他能源具有较高安全性,但围绕聚变副产物氚的处理,目前仍需完善法律和制度框架。韩国需要尽快建立符合国际标准的聚变安全监管体系,为后续示范运行和商业化奠定基础。
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