33国携手“造日”耗资100亿欧元

　　"人造太阳"不会高悬空中,它只是一个高24米、直径30米的落地圆柱体大容器。在容器的内部,核聚变产生的巨大能量如同太阳的光和热———安全、清洁、源源不竭。国际热核聚变实验堆(ITER)因此被称作"人造太阳"计划。

　　ITER是目前规模最大的国际科技合作项目,由中国、欧盟、美国、日本等7方参与,共涉及33个国家。

　　中国的贡献约合100亿元人民币

　　2008年开始,ITER计划进入正式实施阶段,在今后漫长的35年里,这个"人造太阳"的实验将耗资100亿欧元以上。中国将贡献其中的9%,约合100亿元人民币。

　　ITER只是一个实验反应堆,离商业应用还有一定距离,但目前ITER的7方参与者已经未雨绸缪。曾参与ITER国际谈判的中国科学院等离子体物理研究所副所长武松涛说:"中国已经开始考虑聚变应用堆的预研和设计工作。"

　　数百年后,当地球上的天然能源消耗殆尽,"人造太阳"或许是届时为数不多的替代能源之一。其中蕴含的巨大商业利益,正是ITER计划参与者的博弈动力。

　　新能源采用的原料几乎取之不尽

　　爱因斯坦的质能方程解释了核能的简单秘密:当两个原子核发生核反应时,质量会发生亏损,这些亏损的质量将转变为巨大的能量。

　　太阳的内部时刻都在燃烧着氢的同位素———氘和氚。当氘和氚的原子核相聚碰撞时,会结合成一个氦原子核,并释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。这是我们所沐浴的温暖阳光的来源。

　　ITER计划,正是将类似太阳内部的核聚变反应,在一个容器内实现并加以控制。

　　聚变能采用的原料氘,在自然界中几乎取之不尽。据科学家们测算,地球海水中蕴藏了大约40万亿吨氘,如果用于聚变反应,释放的能量足够人类使用几十亿至上百亿年。

　　核聚变反应产生的能量,是核电站所利用的核裂变反应的7倍,而且反应产物是无放射性污染的氦。

　　虽然核聚变能的优势如此明显,原理也如此简单,但自1952年美国爆炸第一颗氢弹至今,人们仍然没能真正控制住聚变能。

　　最大的难题在于,核聚变反应需要上亿度的高温,而且高温的等离子体还必须在足够长的时间里"老实地待在容器里",使聚变反应稳定持续地进行,"不能乱跑,也不能碰到容器的内壁",武松涛解释说。

　　用什么容器来盛装上亿摄氏度的等离子体?苏联科学家曾提出"环形磁约束容器"的概念———在磁场中,带正电的原子核会沿着无形的磁力线做螺旋式运动,这样便不会碰到容器内壁。

　　这个用来约束高温等离子体的装置被称为托卡马克(Tokamak),ITER应用的正是全超导托卡马克的原理。

　　但ITER的各个技术环节都极其复杂,且耗资巨大,仅靠一国之力难以完成。好比要拉响二胡,缺了弓、鼓膜、弦、调音器任何一个部件都不行。武松涛说:"ITER涉及到的各方面技术要各国通力合作。"

　　主要参与国共有七个

　　ITER计划最终由中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国和印度七方合作建设,选址在法国南部的城市卡达拉舍(Cadarache),那里森林密布,环境优美,是法国原子能委员会的一个重要研究基地。

　　目前来自各国的工作者都是主动请缨,在严格的考试之后被ITER国际组织录用。约有300多人在卡达拉舍为ITER国际组织工作。来自中国的王绍祺是ITER国际组织的行政副总干事。

　　庞大的ITER计划,始于1985年11月美国和苏联的倡议,当时美国、苏联、日本和欧洲共同体四方参与,计划建设国际热核实验反应堆。之后,中国、韩国、印度陆续加入。

　　2006年11月,上述7方签署ITER条约。2007年10月24日,条约正式生效,ITER国际组织成立,标志着ITER计划进入正式实施阶段。

　　ITER计划分三个阶段进行

　　第一阶段从现在起至2016年,为实验堆建设阶段,耗资约50亿欧元;第二阶段持续20年,是热核聚变操作实验阶段,预计耗资约50亿欧元;第三阶段历时5年,是实验堆拆卸阶段,耗资5亿欧元左右。三个阶段共耗时35年,花费总计约105亿欧元。

　　因为ITER建在欧盟境内,所以欧盟需要承担整个工程5/11的贡献率,其余6方各承担1/11。

　　按照ITER国际组织的算法,该项目以ITER标准单位来计算工程量,这个标准单位是IUA(ITERUnitofAccount)。在1998年时,一个IUA的造价相当于1000美元。

　　根据ITER国际谈判结果,中方在建造阶段出资额的近80%是实物投入,即在国内研制加工制造部件,并按照中方出资比例向ITER组织派遣职员等。

　　虽然80%都是贡献部件,但仍有20%左右需要贡献真金白银,这部分折合人民币约10亿元。

　　"最后能源"之战

　　中国参与ITER计划的最终目的,是为建成中国自己的核聚变反应堆做准备。ITER的其他参与各方,也都瞄准了核聚变能未来的商业利益。

　　ITER计划虽然不能发电,但完全按实际发电反应堆来设计,其目标是实现聚变反应产生的能量超过消耗的能量,并且稳态运行,从而为最终的商用示范反应堆扫清关键性的技术障碍。

　　ITER计划的参与七方,享有完全平等的知识产权,这是美国参与ITER的动力之一。但同时,美国也在进行自己的核聚变研究,国会认为,在一个不是自己主导的国际合作项目上,不必倾囊相助。

　　虽然美国联邦政府能源部(DOE)承诺,会从其他项目筹集用于ITER的经费。但从此事不难看出,ITER参与各方都在打自己的算盘。

　　"因为这里面的商业利益是很明显的。"武松涛说,"如果聚变能技术的研究还处在困难时期,大家还愿意合作。一旦将来商业利益明朗,合作就困难了。"