耗资已超1500亿,全球最大“人造太阳”项目遇阻_焦点热议

时间:2023-06-20 08:06:18 来源:界面新闻

图片来源:界面图库

作为有史以来规模最大的科学实验之一,国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,下称ITER)计划正面临超期超支。

6月15日,美国科普杂志《科学美国人》发表的一篇文章表示,ITER可能成为历史上延误最严重、成本超支最多的科学项目,预计成本已远超200亿欧元(约合1563亿元人民币)。若将通胀计算在内,ITER计划的成本与美国研制第一枚原子弹的曼哈顿计划相当,且成本必将继续增长。


(资料图片仅供参考)

该报道称,目前ITER组织内部无人可以提供对延期时长以及额外费用的估计。该项目还有很多技术挑战待解决,预算大概率失去控制。

ITER装置位于法国,是一个能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克,俗称“人造太阳”,目标是验证和平利用聚变能的科学与技术可行性。核聚变一直被科学界视为人类的终极能源。

托卡马克是一个外形酷似甜甜圈的环形磁约束容器,其中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候,托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热至超高温,以达到核聚变的目的。

为实现数亿度的等离子体稳态运行,科学家将超导技术引入托卡马克的线圈,建造了超导托卡马克,这是可控热核聚变能研究的一项重大突破。为建造大规模托卡马克,推进聚变研究、获得聚变能源,ITER计划应运而生。

ITER计划是当今世界最大的大科学工程国际科技合作计划之一,欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国、中国为七个成员方,共有30多个国家联合共同参与建造。中国于2006年正式签约加入该计划。

在建造阶段,各成员方共同承担ITER装置的部件研制和安装调试及经费。经费包括实物贡献和现金贡献——后者是各方根据规定,每年提交给ITER组织的运行和装置建设运行费用。

该计划可追溯至20世纪80年代中期,于1988年开始设计工作,2001年完成工程设计,2006年正式开始,原定于2016年完成建设,后多次延期。

ITER计划分四个阶段实施:建造期十年,原预计总费用50亿欧元;运行期20年,总费用50亿欧元;去活化阶段5年,总费用8亿欧元;最后装置交由东道国退役。

2017年,ITER的总干事Bernard Bigot曾表示一切都在按计划进行。但装置的诸多部件存在延迟,正式安装从2018年推迟至2020年。

2020年7月28日,ITER计划重大工程安装启动仪式在法国南部卡达拉舍举行,标志着ITER托卡马克装置安装工程正式启动。

据《科学美国人》报道,2021年底,ITER理事会私下要求修订时间表和预算表。2022年,Bigot因不明原因去世,约一个月后,ITER理事会正式在闭门会议中提出修订预算表和时间表。

面对外界对于项目进度的询问,ITER通讯主管表示,Bigot的去世使得ITER进入了“相当痛苦的领导层过渡”,并使得任何文件的披露失去意义。

之后ITER曾表示,希望能在2025年首次开机产生第一炮等离子体,在2035年正式开展氘-氚实验。该实验也正是ITER计划的设立目的。

今年,《科学美国人》记者还向ITER提起一项诉讼,要求其解释进度和成本情况。部分文件显示,2021年11月,ITER估计该项目面临约17个月的延误;2022年6月,延期时间翻番至35个月。ITER的预算也因此增加数十亿美元,但并未解释延期的原因。

2022年11月,Bigot的继任者Pietro Barabaschi曾表示,ITER装置存在两个重大缺陷,分别在隔热罩和真空容器。部分机器的隔热罩发生腐蚀破裂,需要进行修复;真空容器的一些部件并未按照需要的精度来制造。ITER因此决定停止组装,并拆除已安装好的部分进行维修。

“解决这些问题需要至少几个月,甚至几年。”Pietro表示,这对时间表和预算表的影响非常巨大。

今年3月,法国核安全局发现,项目部分焊工的资质是伪造的。ITER随即禁止涉事供应商继续提供焊工服务。法国核安全局因此要求彻查全部供应商,并进行情况说明。多个问题叠加,使得ITER的时间表将被推迟三年左右。

据《国际核工程》杂志报道,新的时间表会在今年年底出炉,此外会对预算表进行修正,并达到法国核安全局的安全要求。

ITER也是迄今中国以平等身份参加的规模最大的国际科技合作计划。作为ITER计划的七个平等成员方之一,中国承担ITER建设阶段9.09%和运行、退役阶段10%的经费,享有ITER计划100%的技术成果使用权。

除参与ITER之外,中国也在积极建设自己的核聚变堆。

今年4月12日,全球首个全超导托卡马克EAST装置,实现了高功率温度下稳态长脉冲高约束模式等离子体运行403秒,创造了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。

EAST装置是中国新一代可控核聚变研究装置,由中科院合肥物质科学研究院自主研制。

中核集团也在研制“人造太阳”。去年10月20日,中核集团发布消息称,中国新一代“人造太阳”(HL-2M)等离子体电流突破100万安培(1兆安),创造了 中国可控核聚变装置运行新 纪录 ,标志着中国核聚变研发距离聚变点火迈进了重要一步。

2017年,中国聚变工程实验堆(CFETR)正式在合肥启动工程设计,计划到2050年,聚变工程实验堆实验成功,建设聚变商业示范堆,掌握人类终极能源。

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