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經(jīng)費危機重重,國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆推遲到2025年點火

澎湃新聞記者 楊漾
2016-06-27 22:02
來源:澎湃新聞
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堆積如山的技術(shù)難題、不斷攀升的巨額成本面前,世界上最大的科學(xué)工程之一——國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃不得不修改既定的時間表。ITER理事會近日簽署了最新的完整日程計劃,確定在2025年12月實現(xiàn)第一束等離子體,這比原計劃推遲了5年。為此,理事會正要求這一大型項目的七個成員方——中國、歐盟、印度、日本、俄羅斯、韓國和美國額外增加40億歐元的支出。

作為目前世界上規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項目之一,ITER項目由上述七方主導(dǎo),35國共同參與,覆蓋人口超過全球一半,是目前世界上僅次于國際空間站的國際大科學(xué)工程計劃。ITER旨在證明核聚變能在工程和經(jīng)濟上的可行性,以解決人類未來能源問題,為達(dá)到這一目標(biāo),需要將兩個氫同位素——氘和氚加熱到1億攝氏度以上。由于其研究的受控核聚變獲得能量的原理與太陽釋放光熱相同,故也被稱為“人造太陽”計劃。

正在法國南部卡達(dá)拉什附近建造的ITER托卡馬克裝置將有10層樓高,重量是埃菲爾鐵塔的3倍。包裹著超導(dǎo)磁體的托卡馬克裝置就像一個“磁籠”,氫同位素等離子體就被約束在這“磁籠”中,被不斷擠壓和加熱從而接近聚變條件。受控的核聚變反應(yīng)能夠釋放超過社會消耗量十倍的能量。

 

托卡馬克裝置。

按照計劃,ITER的建造期10年,最初設(shè)定從2016年開始運行,建造階段的總費用約為50億歐元;運行期20年,總費用約50億歐元;去活化階段5年,預(yù)計費用8億歐元;最后裝置交由東道國退役。按其時間表,如果不出意外,借助ITER項目,各方或?qū)⒃诒臼兰o(jì)中葉建造商用聚變堆。

但迄今為止,這還只是一個夢想。

在法國南部卡達(dá)拉什附近建造的ITER。

30年前,前蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人戈爾巴喬夫和美國總統(tǒng)里根在日內(nèi)瓦峰會上倡議提出了ITER計劃,最初由歐、美、日、俄四方共同承建,并于1998年完成了ITER的工程設(shè)計。由于國內(nèi)聚變研究政策的調(diào)整,美國曾于1998年退出ITER,歐、日、俄三方仍全力推進(jìn)。2003年,美國宣布重新加入ITER計劃,中國也同時宣布作為全權(quán)獨立成員加入。此后,韓國和印度分別于2003年6月和2005年12月加入ITER計劃。

2006年,歷時3年多的艱苦談判告終,“七方”簽署共同建造協(xié)定。ITER項目總花費預(yù)計約為100億美元。在建造階段,東道方歐盟承擔(dān)總費用的45.56%,其他六方各承擔(dān)9.09%;其他三個階段:東道方承擔(dān)34%,日本和美國各承擔(dān)13%,其他各方各承擔(dān)10%。

但自“七方”協(xié)定簽署以來,ITER項目成本嚴(yán)重超支,工期一再拖延。七個成員方分別負(fù)責(zé)設(shè)計和關(guān)鍵部件的制造,但在具體實施過程中,這個大型而復(fù)雜的項目還是遭遇了不少困難。比如,有成員未能在規(guī)定限期內(nèi)完成任務(wù),他們各自的制造技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)也不一樣,由此產(chǎn)生的連鎖反應(yīng)嚴(yán)重拖慢了整體進(jìn)度。

如今,ITER的預(yù)估總造價已經(jīng)超過了150億歐元。

今年5月,ITER項目總負(fù)責(zé)人貝爾納·比戈(Bernard Bigot)稱,ITER的建成時間可能比計劃推遲十年以上,并有可能需要額外的40億歐元。他說,早先預(yù)計2020年產(chǎn)生第一個等離子體,2023年實現(xiàn)完全聚變,(現(xiàn)在看來)是“完全不現(xiàn)實的”。比戈還悲觀地預(yù)計,2025年之前不能進(jìn)行第一次超熱等離子測試,2035年之前也無法進(jìn)行第一次全功率聚變。

多年來,人們對這些數(shù)字的信心和對ITER的耐心正在逐漸消減。由于耗資巨大且成本不斷上升,美國在ITER議題上始終搖擺不定。根據(jù)預(yù)測,美國對ITER的資金支持將不僅是一開始估計的11億美元,而很可能是40億~60億美元,這無疑將嚴(yán)重擠占其國內(nèi)其他科研項目的經(jīng)費。去年,歐洲議會預(yù)算控制委員會也批評ITER總部“付款太晚和預(yù)算不斷增長”。

但I(xiàn)TER理事會最新公布的官方時間表明,龐大的ITER聚變工程將在2025年建成并出束,這多少讓業(yè)內(nèi)對這一計劃恢復(fù)了一些信心。

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