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科技部关于发布国家磁约束核聚变能发展研究专项2019年度项目申报指南的通知

国科发基〔2019〕381号 各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅（委、局），新疆生产建设兵团科技局，国务院各有关部门科技主管司局，各有关单位：

2008年以来，“国家磁约束核聚变能发展研究专项”重点围绕国际热核聚变实验堆（ITER）关键技术、我国磁约束核聚变能装置和关键技术研发、高水平科学和工程技术人才培养等方向持续进行重点部署。2019年，将继续组织实施“国家磁约束核聚变能发展研究专项”。根据相关要求，现将“国家磁约束核聚变能发展研究专项”2019年度项目申报指南予以公布。请根据指南要求组织项目申报工作。有关事项通知如下。

一、项目组织申报要求及评审流程

1.申报单位根据指南支持方向的研究内容以项目形式组织申报，指南方向1–7项目可下设课题。指南方向1–7项目应整体申报，须覆盖相应指南方向的全部考核指标。项目申报单位推荐1名科研人员作为项目负责人，每个课题设1名负责人，项目负责人可担任其中1个课题的负责人。指南方向8–11为青年科学家项目，不设课题。

2.项目的组织实施应整合集成全国相关领域的优势创新团队，聚焦研发问题，强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接，集中力量，联合攻关。

3. 项目申报评审采取填写预申报书、正式申报书两步进行，具体工作流程如下：

　　——项目申报单位根据指南相关申报要求，通过国家科技管理信息系统填写并提交3000字左右的项目预申报书，详细说明申报项目的目标和指标，简要说明创新思路、技术路线和研究基础。从指南发布日到预申报书受理截止日不少于50天。

　　——项目牵头申报单位应与所有参与单位签署联合申报协议，并明确协议签署时间；项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书，项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》要求，加强对申报材料审核把关，杜绝夸大不实，甚至弄虚作假。

　　——各推荐单位加强对所推荐的项目申报材料审核把关，按时将推荐项目通过国家科技管理信息系统统一报送。

　　——中国国际核聚变能源计划执行中心在受理项目预申报后，组织形式审查，并根据申报情况开展首轮评审工作。首轮评审不需要项目负责人进行答辩。根据专家的评审结果，遴选出3~4倍于拟立项数量的申报项目，进入答辩评审。对于未进入答辩评审的申报项目，及时将评审结果反馈项目申报单位和负责人。

　　——申报单位在接到中国国际核聚变能源计划执行中心关于进入答辩评审的通知后，通过国家科技管理信息系统填写并提交项目正式申报书。正式申报书受理时间为30天。

　　——中国国际核聚变能源计划执行中心对进入答辩评审的项目申报书进行形式审查，并组织答辩评审。申报项目的负责人通过网络视频进行报告答辩。根据专家评议情况择优立项。对于支持1~2项的指南方向，原则上只支持1项，如答辩评审结果前两位的申报项目评价相近，且技术路线明显不同，可同时立项支持，并建立动态调整机制，结合过程管理开展中期评估，根据评估结果确定后续支持方式。

　　二、组织申报的推荐单位

　　1.国务院有关部门科技主管司局；

　　2. 各省、自治区、直辖市、计划单列市及新疆生产建设兵团科技主管部门；

　　3. 原工业部门转制成立的行业协会；

　　4. 纳入科技部试点范围并评估结果为A类的产业技术创新战略联盟，以及纳入科技部、财政部开展的科技服务业创新发展行业试点联盟。

　　各推荐单位应在本单位职能和业务范围内推荐，并对所推荐项目的真实性等负责。国务院有关部门推荐与其有业务指导关系的单位，行业协会和产业技术创新战略联盟、科技服务业创新发展行业试点联盟推荐其会员单位，省级科技主管部门推荐其行政区划内的单位。推荐单位名单在国家科技管理信息系统公共服务平台上公开发布。

　　三、申请资格要求　　

　　1.项目牵头申报单位和项目参与单位应为中国大陆境内注册的科研院所、高等学校和企业等，具有独立法人资格，注册时间为2018年9月1日前，有较强的科技研发能力和条件，运行管理规范。国家机关不得牵头或参与申报。

　　项目牵头申报单位、项目参与单位以及项目团队成员诚信状况良好，无在惩戒执行期内的科研严重失信行为记录和相关社会领域信用“黑名单”记录。

　　申报单位同一个项目只能通过单个推荐单位申报，不得多头申报和重复申报。

　　2. 项目（课题）负责人须具有高级职称或博士学位，每年用于项目的工作时间不得少于6个月。申报指南中第1–7研究方向的项目及下设课题负责人应为1959年1月1日以后出生；申报指南中第8–11研究方向的项目负责人与参与人员均应为1984年1月1日以后出生。

　　3. 项目（课题）负责人原则上应为该项目（课题）主体研究思路的提出者和实际主持研究的科技人员。中央和地方各级国家机关的公务人员（包括行使科技计划管理职能的其他人员）不得申报项目（课题）。

　　4. 项目（课题）负责人限申报1个项目（课题）；国家重点基础研究发展计划（973计划，含重大科学研究计划）、国家高技术研究发展计划（863计划）、国家科技支撑计划、国家国际科技合作专项、国家重大科学仪器设备开发专项、公益性行业科研专项（以下简称“改革前计划”）以及国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项、科技创新2030—重大项目在研项目（含任务或课题）负责人不得牵头申报项目（课题）。国家重点研发计划重点专项、科技创新2030—重大项目的在研项目（不含任务或课题）负责人也不得参与申报项目（课题）。

　　项目（课题）负责人、项目骨干的申报项目（课题）和改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划、科技创新2030—重大项目在研项目（课题）总数不得超过2个；改革前计划、国家科技重大专项、国家重点研发计划、科技创新2030—重大项目的在研项目（含任务或课题）负责人不得因申报国家重点研发计划重点专项项目（课题）而退出目前承担的项目（含任务或课题）。国家重点研发计划的在研项目（含任务或课题）负责人和项目骨干退出项目研发团队后，在原项目执行期内原则上不得牵头或参与申报新的国家重点研发计划项目。

　　计划任务书执行期（包括延期后的执行期）到2019年12月31日之前的在研项目（含任务或课题）不在限项范围内。

　　5. 特邀咨评委委员不能申报项目（课题）；参与“国家磁约束核聚变能发展研究专项”实施方案或本年度项目指南编制的专家，不得参与申报项目（课题）。

　　6. 受聘于内地单位的外籍科学家及港、澳、台地区科学家可作为重点专项的项目（课题）负责人，全职受聘人员须由内地聘用单位提供全职聘用的有效材料，非全职受聘人员须由双方单位同时提供聘用的有效材料，并随纸质项目预申报书一并报送。

　　7. 申报项目受理后，原则上不能更改申报单位和负责人。

　　8. 项目的具体申报要求，详见申报指南。

　　各申报单位在正式提交项目申报书前可利用国家科技管理信息系统公共服务平台查询相关科研人员承担改革前计划和国家科技重大专项、国家重点研发计划重点专项、科技创新2030—重大项目在研项目情况，避免重复申报。

　　四、具体申报方式

　　1.网上填报。请各申报单位按要求通过国家科技管理信息系统公共服务平台进行网上填报。中国国际核聚变能源计划执行中心将以网上填报的申报书作为后续形式审查、项目评审的依据。预申报书格式在国家科技管理信息系统公共服务平台相关专栏下载。

　　项目申报单位网上填报预申报书的受理时间为：2019年11月19日8：00至2020年1月8日17：00。进入答辩评审环节的申报项目，由申报单位按要求填报正式申报书，并通过国家科技管理信息系统提交，具体时间和有关要求另行通知。

　　国家科技管理信息系统公共服务平台：http：//service.most.gov.cn；

　　技术咨询电话：010-51666288（中继线）；

　　技术咨询邮箱：program@istic.ac.cn。

　　2. 组织推荐。请各推荐单位于2020年1月14日前（以寄出时间为准），将加盖推荐单位公章的推荐函（纸质，一式2份）、推荐项目清单（纸质，一式2份）寄送中国科学技术信息研究所。推荐项目清单须通过系统直接生成打印。

　　寄送地址：北京市海淀区复兴路15号中信所170室，邮编：100038。

　　联系电话：010-58882171。

　　材料报送和业务咨询。请各申报单位于2020年1月14日前（以寄出时间为准），将加盖申报单位公章的预申报书（纸质，一式2份），寄送至中国国际核聚变能源计划执行中心。项目预申报书须通过系统直接生成打印。

　　寄送地址：北京市海淀区玉渊潭南路3号水科院D座，中国国际核聚变能源计划执行中心，邮编：100038。

　　咨询电话：010-68588202。　　

附件：国家磁约束核聚变能发展研究专项2019年度项目申报指南（指南编制专家名单、形式审查条件要求） 　　　　　　　　　　　　　　

科 技 部

2019年11月13日 

　　附  件

　　国家磁约束核聚变能发展研究专项2019年度项目申报指南 聚变能源由于资源丰富和近无污染，成为人类社会未来的理想能源，是最有希望彻底解决能源问题的根本出路之一，对于我国经济、社会的可持续发展具有重要的战略意义，是关系长远发展的基础前沿领域。
　　本专项总体目标是：在“十三五”期间，以未来建堆所涉及的国际前沿科学和技术目标为努力方向，加强国内与“国际热核聚变实验堆”（ITER）计划相关的聚变能源技术研究和创新，发展聚变能源开发和应用的关键技术，以参加ITER计划为契机，全面消化吸收关键技术；加快国内聚变发展，开展高水平的科学研究；以我为主开展中国聚变工程试验堆（CFETR）的详细工程设计，并结合以往的物理设计数据库在我国的“东方超环”（EAST）、“中国环流器2号改进型”（HL-2M）托卡马克装置上开展与CFETR物理相关的验证性实验，为CFETR的建设奠定坚实科学基础。加大聚变技术在国民经济中的应用，大力提升我国聚变能发展研究的自主创新能力，培养并形成一支稳定的高水平聚变研发队伍。
2019年，本专项将以聚变堆未来科学研究为目标，加快国内聚变发展，重点开展高水平的科学研究、大规模理论与数值模拟，CFETR关键技术预研及聚变堆材料研发等工作，继续推动我国磁约束核聚变能的基础与应用研究。
　　按照分步实施、重点突出原则，2019年拟优先支持11个方向，国拨总经费2.7亿元。本专项的项目执行期一般为5年。原则上所有项目应整体申报。
　　指南方向1–7，每个指南方向拟支持1~2个项目，须覆盖相应指南研究方向的全部考核指标，下设课题数不超过4个，每个项目参与单位数不超过6个。指南方向1–7，原则上只立1项，仅在申报项目评审结果相近、技术路线明显不同的情况下，可同时支持2个项目，并建立动态调整机制，根据中期评估结果确定后续支持方式。指南方向8–11为青年科学家项目，不设课题，每个指南方向拟支持不超过5个项目。
　　申报单位根据指南支持方向，面向解决重大科学问题、突破关键技术及建立规模化资源共享平台进行整体设计、合理安排课题；项目负责人应具备较强的组织管理能力。
　　1. 面向聚变堆高比压放电破裂预警、控制与缓解研究
　　研究内容：针对未来ITER和CFETR运行模式，依托HL-2A/M和EAST装置，在高性能等离子体（bN > 2.8）和低动量注入条件下，研究磁流体不稳定性特别是多磁岛非线性演化及其控制手段的物理基础，深入理解等离子体破裂与逃逸电子的产生机理，特别是芯部与边界模式耦合在破裂中的作用。发展与破裂预警、缓解密切相关的高时空分辨诊断技术，结合智能算法对各种破裂事件进行预测；发展控制等离子体破裂和逃逸电子的有效快速响应技术。提高实时破裂缓解技术的可靠性和效率，实现高效的破裂控制和缓解。
　　考核指标：（1）在归一化比压bN > 2.8条件下，磁岛测量精度< 1 cm；建立准确率大于90%、预警时间3~10 ms的破裂预警系统；（2）实现破裂期间瞬态热负荷、晕电流和逃逸电流等幅度降低到未控制情况下的50%，破裂控制和缓解成功率> 95%；（3）新经典撕裂模实时控制时间小于50 ms，百千安培级逃逸电流的主动耗散时间< 10 ms。
　　2. 面向聚变堆高性能等离子体中快粒子物理实验研究
　　研究内容：针对ITER和CFETR高性能稳态运行，依托HL-2A/M和EAST装置，在高约束模（βN > 2.5，H98 > 1.1）等离子体中，实验研究快粒子的动力学行为；发展与快粒子物理相关的诊断技术，探索快粒子损失的机理。结合理论与模拟，开展快粒子及其驱动的不稳定模式对本底等离子体输运过程影响的实验研究；运用局域加热或电流驱动等手段缓解快粒子损失，为聚变堆中快粒子的约束、输运和损失研究与控制提供重要数据和参考。
　　考核指标：（1）在快粒子比压βf > 1%的条件下，确定快粒子驱动的不稳定性所导致的快粒子损失份额；所发展的快粒子损失诊断系统能量分辨率∆E小于5 keV，螺距角分辨率小于3°，快粒子通量时间分辨率小于2微秒，中子扰动时间分辨率小于10微秒;（2）成功实施对快粒子驱动多模不稳定性的控制，实现快粒子损失份额相比无控制减少70%以上。
　　3. 聚变堆高性能稳态脱靶运行模式与小幅度边缘局域模（ELM）的兼容性研究
　　研究内容：依托EAST和HL-2A/M装置，在大功率加热、低动量注入和金属壁条件下，探索具有稳态高约束性能芯部等离子体且与偏滤器脱靶相兼容的小幅度或无ELM运行模式；开展其形成条件和芯部高约束模式（H模）与边缘输运垒/偏滤器脱靶相兼容的机理研究；为具有小幅度或无ELM的CFETR稳态脱靶高性能运行模式提供物理基础。
　　考核指标：（1）获得偏滤器部分脱靶条件下的自发小ELM稳态等离子体，ELM对内能扰动幅度小于2%，约束性能H98 > 1.1；（2）在大于粒子平衡时间的尺度上，重复实现考核指标（1）的稳态运行；（3）无ELM的H模运行时间大于5倍电流扩散时间。
　　4. 聚变堆等离子体无量纲归一化参数区稳态运行模式实验验证研究
　　研究内容：针对ITER和CFETR集成运行条件和无量纲归一化参数目标，依托EAST和HL-2A/M装置，集成相关加热/加料组合、等离子体控制方法，在类ITER和CFETR运行条件下，获得ITER和CFETR稳态运行模式归一化参数范围的等离子体；并在远大于等离子体电流扩散时间尺度上，验证ITER和CFETR稳态运行模式的物理可行性，并为ITER和CFETR加热组合方式的选择提供参考。
　　考核指标：（1）获得ITER和CFETR稳态运行模式主要无量纲归一化参数范围的等离子体：q95 =5~6.5，ne/nG=0.5~0.85，ν*=0.02~0.05，Te/Ti=1~1.5，H98=1.0~1.3；（2）在考核指标（1）条件下，等离子体维持时间大于20倍电流扩散时间；（3）获得聚变堆高比压运行模式主要无量纲参数范围的等离子体：βN > 2.5，归一化回旋半径ρ*=0.005~0.01。
　　5. 氘氚聚变等离子体中磁流体过程的理论和模拟研究
　　研究内容：针对未来聚变堆氘氚运行和燃烧等离子体物理设计需要，开发用于模拟alpha粒子与磁流体模式相互作用过程的数值模拟程序，开展高能量增益氘氚聚变条件下alpha粒子物理过程和燃烧等离子体韧致/回旋辐射对磁流体平衡和稳定性的影响、alpha粒子输运和排灰过程研究。
　　考核指标：（1）开发出拥有完全独立自主知识产权、用于模拟未来聚变堆氘氚运行等离子体的大规模磁流体+alpha粒子数值模拟程序；（2）计算、模拟alpha粒子及韧致/回旋辐射效应与各种磁流体模式（包括各种本征模）相互作用过程，给出CFETR主要运行模式下平衡剖面和磁流体稳定性分析，并评估alpha粒子输运和排灰对平衡和粒子控制的影响。
　　6. 基于非线性回旋动理学的氘氚聚变等离子体约束改善理论和模拟研究
　　研究内容：针对ITER运行和CFETR设计需要，依托国内现有大型托卡马克装置，开展氘氚聚变等离子体约束改善的理论和数值模拟研究。开发用于模拟氘氚聚变等离子体输运过程的非线性回旋动理学程序，并完成验证；模拟研究聚变等离子体湍流非线性演化和输运；研究内部输运垒的形成机制、边缘局域模的稳定性和非线性演化及其对输运垒性能的影响。
　　考核指标：（1）开发出拥有完全独立自主知识产权的回旋动理学湍流大规模数值模拟程序，模拟氘氚聚变条件下等离子体湍流非线性演化和输运，预测ITER和CFETR中等离子体的反常输运；（2）通过理论和数值模拟预测内部输运垒的形成和性能，并同实验进行比较验证。
　　7. 长脉冲高功率射频四极管关键技术研究
　　研究内容：在消化吸收ITER 1.5 MW长脉冲四极管技术的基础上，开展国产大功率射频四极管的设计与模拟计算、关键技术预研，四极电子管研制，集成和整管调试；所研制的长脉冲高功率射频四极管在相关发射机平台上进行实验。
　　考核指标：形成长脉冲兆瓦级射频四极管的生产工艺规范，建立测试平台，提供满足以下参数的四极管样管:（1）末级电子管2只,工作频率为50~150 MHz，射频输出功率不低于1.5 MW，推动功率小于100 kW，运行方式为连续波；（2）陶瓷金属四级管2只，工作频率小于150 MHz，射频输出功率为100 kW，推动功率小于5 kW，运行方式为连续波。
　　8. 高参数托卡马克装置刮削层/偏滤器物理过程若干关键问题研究
　　研究内容：针对ITER国际托卡马克物理活动（ITPA）关注的刮削层/偏滤器物理问题，依托我国EAST和HL-2A/M托卡马克实验装置，通过实验、理论、数值模拟，针对刮削层/偏滤器物理过程中若干关键科学问题开展研究。
　　考核指标（完成下列目标之一）：（1）在类ITER无量纲参数条件下的刮削层/偏滤器物理实验或理论研究方面获得重要进展；（2）在类ITER无量纲参数条件下的等离子体与器壁相互作用实验或理论研究方面取得重要进展；（3）发展出一种偏滤器靶板热负荷过程诊断的新方法或新技术；（4）发展出一种偏滤器靶板热负荷缓解的新方法或新技术；（5）建立刮削层/偏滤器区输运过程新模型并开发出相关的数值模拟程序。
　　9. 聚变堆条件下台基物理的若干关键问题研究
　　研究内容：针对ITER国际托卡马克物理活动（ITPA）关注的台基物理问题，依托我国EAST和HL-2A/M托卡马克实验装置，通过实验、理论、模拟，针对边缘局域模及台基的基本物理问题开展研究。
　　考核指标（完成下列目标之一）：（1）在托卡马克边缘局域模控制机理实验或理论研究方面获得重要进展；（2）在杂质对台基影响方面取得重要实验或理论研究成果；（3）在改善约束模（I模）台基结构和边界弛豫过程的实验或理论研究方面取得重要进展；（4）在刮削层和偏滤器结构影响L-H转换功率阈值及台基形成的实验或理论研究方面取得新突破；（5）在碰撞率对密度和温度台基结构的影响实验或理论研究方面取得新进展。
　　10. 大尺寸光学级金刚石制备、封接相关技术研究
　　研究内容：为满足研制长脉冲大功率回旋管的需求，开展大尺寸光学级金刚石厚膜制备技术和性能测试方法研究，以及金刚石膜片金属化和金刚石微波窗封接技术研究。
　　考核指标（完成下列目标之一）：（1）研制出直径110~120±5毫米、抛光后厚度1~2±0.1毫米，表面粗糙度≤10纳米金刚石厚膜，热导率≥2000 W/m·K，抗弯强度≥310MPa 金刚石厚膜2~5片，形成金刚石材料质量表征技术；（2）建立金刚石薄膜窗口金属化和焊接的工艺和规范，研制出窗片直径100mm、厚度1.36mm、通径63.5mm的微波窗2件，微波窗驻波系数<2，真空漏率<1×10-11Pa∙m3/s，中心损耗角正切值tanδ≤5×10-5。
　　11. 辐照损伤条件下聚变堆材料中氢同位素滞留/渗透行为的研究
　　研究内容：针对未来聚变堆中各种材料（面向等离子体材料、结构材料及涉氚材料等）的具体服役工况（等离子体辐照、中子辐照，氢同位素环境等协同作用），研究辐照损伤下聚变堆材料中氢同位素滞留/渗透等行为的演变规律；开展辐照损伤下材料中氢同位素滞留/渗透性能的实验与测试；探索研发既抗辐照又具有较强抑制氢同位素滞留/渗透的聚变堆新材料。
　　考核指标（完成下列目标之一）：（1）在中子辐照损伤条件下聚变堆材料中氢同位素滞留/渗透等行为的理论研究、模拟计算方面取得重要进展；（2）在等离子体轰击下聚变堆材料中氢同位素滞留/渗透等行为的理论研究、模拟计算方面取得重要进展；（3）获得中子（或离子）辐照下离位损伤对材料中氢同位素滞留/渗透性能影响的重要实验进展；（4）研发出既抗辐照又具有较强抑制氢同位素滞留/渗透的面向等离子体材料或聚变堆结构材料；（5）研发出具有低氚滞留、良好氚相容性和抗辐照的聚变堆氚包容新材料。