界面新聞實(shí)習(xí)記者 | 薛昱婷
(資料圖)
作為有史以來(lái)規(guī)模最大的科學(xué)實(shí)驗(yàn)之一，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，下稱ITER）計(jì)劃正面臨超期超支。
6月15日，美國(guó)科普雜志《科學(xué)美國(guó)人》發(fā)表的一篇文章表示，ITER可能成為歷史上延誤最嚴(yán)重、成本超支最多的科學(xué)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)成本已遠(yuǎn)超200億歐元（約合1563億元人民幣）。若將通脹計(jì)算在內(nèi)，ITER計(jì)劃的成本與美國(guó)研制第一枚原子彈的曼哈頓計(jì)劃相當(dāng)，且成本必將繼續(xù)增長(zhǎng)。
該報(bào)道稱，目前ITER組織內(nèi)部無(wú)人可以提供對(duì)延期時(shí)長(zhǎng)以及額外費(fèi)用的估計(jì)。該項(xiàng)目還有很多技術(shù)挑戰(zhàn)待解決，預(yù)算大概率失去控制。
ITER裝置位于法國(guó)，是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托卡馬克，俗稱“人造太陽(yáng)”，目標(biāo)是驗(yàn)證和平利用聚變能的科學(xué)與技術(shù)可行性。核聚變一直被科學(xué)界視為人類(lèi)的終極能源。
托卡馬克是一個(gè)外形酷似甜甜圈的環(huán)形磁約束容器，其中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電的時(shí)候，托卡馬克的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的螺旋型磁場(chǎng)，將其中的等離子體加熱至超高溫，以達(dá)到核聚變的目的。
為實(shí)現(xiàn)數(shù)億度的等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，科學(xué)家將超導(dǎo)技術(shù)引入托卡馬克的線圈，建造了超導(dǎo)托卡馬克，這是可控?zé)岷司圩兡苎芯康囊豁?xiàng)重大突破。為建造大規(guī)模托卡馬克，推進(jìn)聚變研究、獲得聚變能源，ITER計(jì)劃應(yīng)運(yùn)而生。
ITER計(jì)劃是當(dāng)今世界最大的大科學(xué)工程國(guó)際科技合作計(jì)劃之一，歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯、美國(guó)、中國(guó)為七個(gè)成員方，共有30多個(gè)國(guó)家聯(lián)合共同參與建造。中國(guó)于2006年正式簽約加入該計(jì)劃。
在建造階段，各成員方共同承擔(dān)ITER裝置的部件研制和安裝調(diào)試及經(jīng)費(fèi)。經(jīng)費(fèi)包括實(shí)物貢獻(xiàn)和現(xiàn)金貢獻(xiàn)——后者是各方根據(jù)規(guī)定，每年提交給ITER組織的運(yùn)行和裝置建設(shè)運(yùn)行費(fèi)用。
該計(jì)劃可追溯至20世紀(jì)80年代中期，于1988年開(kāi)始設(shè)計(jì)工作，2001年完成工程設(shè)計(jì)，2006年正式開(kāi)始，原定于2016年完成建設(shè)，后多次延期。
ITER計(jì)劃分四個(gè)階段實(shí)施：建造期十年，原預(yù)計(jì)總費(fèi)用50億歐元；運(yùn)行期20年，總費(fèi)用50億歐元；去活化階段5年，總費(fèi)用8億歐元；最后裝置交由東道國(guó)退役。
2017年，ITER的總干事Bernard Bigot曾表示一切都在按計(jì)劃進(jìn)行。但裝置的諸多部件存在延遲，正式安裝從2018年推遲至2020年。
2020年7月28日，ITER計(jì)劃重大工程安裝啟動(dòng)儀式在法國(guó)南部卡達(dá)拉舍舉行，標(biāo)志著ITER托卡馬克裝置安裝工程正式啟動(dòng)。
據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道，2021年底，ITER理事會(huì)私下要求修訂時(shí)間表和預(yù)算表。2022年，Bigot因不明原因去世，約一個(gè)月后，ITER理事會(huì)正式在閉門(mén)會(huì)議中提出修訂預(yù)算表和時(shí)間表。
面對(duì)外界對(duì)于項(xiàng)目進(jìn)度的詢問(wèn)，ITER通訊主管表示，Bigot的去世使得ITER進(jìn)入了“相當(dāng)痛苦的領(lǐng)導(dǎo)層過(guò)渡”，并使得任何文件的披露失去意義。
之后ITER曾表示，希望能在2025年首次開(kāi)機(jī)產(chǎn)生第一炮等離子體，在2035年正式開(kāi)展氘-氚實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)也正是ITER計(jì)劃的設(shè)立目的。
今年，《科學(xué)美國(guó)人》記者還向ITER提起一項(xiàng)訴訟，要求其解釋進(jìn)度和成本情況。部分文件顯示，2021年11月，ITER估計(jì)該項(xiàng)目面臨約17個(gè)月的延誤；2022年6月，延期時(shí)間翻番至35個(gè)月。ITER的預(yù)算也因此增加數(shù)十億美元，但并未解釋延期的原因。
2022年11月，Bigot的繼任者Pietro Barabaschi曾表示，ITER裝置存在兩個(gè)重大缺陷，分別在隔熱罩和真空容器。部分機(jī)器的隔熱罩發(fā)生腐蝕破裂，需要進(jìn)行修復(fù)；真空容器的一些部件并未按照需要的精度來(lái)制造。ITER因此決定停止組裝，并拆除已安裝好的部分進(jìn)行維修。
“解決這些問(wèn)題需要至少幾個(gè)月，甚至幾年。”P(pán)ietro表示，這對(duì)時(shí)間表和預(yù)算表的影響非常巨大。
今年3月，法國(guó)核安全局發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目部分焊工的資質(zhì)是偽造的。ITER隨即禁止涉事供應(yīng)商繼續(xù)提供焊工服務(wù)。法國(guó)核安全局因此要求徹查全部供應(yīng)商，并進(jìn)行情況說(shuō)明。多個(gè)問(wèn)題疊加，使得ITER的時(shí)間表將被推遲三年左右。
據(jù)《國(guó)際核工程》雜志報(bào)道，新的時(shí)間表會(huì)在今年年底出爐，此外會(huì)對(duì)預(yù)算表進(jìn)行修正，并達(dá)到法國(guó)核安全局的安全要求。
ITER也是迄今中國(guó)以平等身份參加的規(guī)模最大的國(guó)際科技合作計(jì)劃。作為ITER計(jì)劃的七個(gè)平等成員方之一，中國(guó)承擔(dān)ITER建設(shè)階段9.09%和運(yùn)行、退役階段10%的經(jīng)費(fèi)，享有ITER計(jì)劃100%的技術(shù)成果使用權(quán)。
除參與ITER之外，中國(guó)也在積極建設(shè)自己的核聚變堆。
今年4月12日，全球首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克EAST裝置，實(shí)現(xiàn)了高功率溫度下穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，創(chuàng)造了托卡馬克裝置穩(wěn)態(tài)高約束模運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。
EAST裝置是中國(guó)新一代可控核聚變研究裝置，由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院自主研制。
中核集團(tuán)也在研制“人造太陽(yáng)”。去年10月20日，中核集團(tuán)發(fā)布消息稱，中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”（HL-2M）等離子體電流突破100萬(wàn)安培（1兆安），創(chuàng)造了中國(guó)可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄，標(biāo)志著中國(guó)核聚變研發(fā)距離聚變點(diǎn)火邁進(jìn)了重要一步。
2017年，中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）正式在合肥啟動(dòng)工程設(shè)計(jì)，計(jì)劃到2050年，聚變工程實(shí)驗(yàn)堆實(shí)驗(yàn)成功，建設(shè)聚變商業(yè)示范堆，掌握人類(lèi)終極能源。