【新浪科技综合】本世纪最雄心勃勃的“人造太阳”项目，中国有几分话语权？新浪科技综合2020-08-03 16:52:140阅
来源：科技日报
在位于法国南部卡达哈什的180公顷项目工地 ， 国际热核聚变实验堆（ITER）重达1250吨的杜瓦底座已平稳落位于托卡马克装置基坑内临时支撑上 ， 这意味着ITER主机设备安装拉开序幕 。
7月28日 ， 国际热核聚变实验堆计划重大工程安装启动仪式在ITER国际组织总部举行 。 ITER国际组织总干事评价 ， 这标志着ITER由此前成员国制造零部件的建设阶段正式转换到装置组装阶段 。
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图1/12
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图2/127月28日 ， 国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装正式启动 。 图为安装现场 。 ITER官网供图童谣里唱的“种太阳” ， 正有望被人类一点点变成现实 。 他们要通过ITER计划 ， 模仿太阳产生能量的过程——将氢同位素聚合成氦 ， 释放出取之不竭的核聚变能源 。
ITER计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望 。 法国总统马克龙评价 ， 这是“未来的希望” ， 韩国总统文在寅赞其为“人类历史上最伟大的科学计划” 。
耗资100多亿欧元 ， 吸引世界顶尖科学家和工程师参加 ， 参与各方人口总和超过全球人口的一半……对于这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目 ， 中国国家主席在安装启动仪式的贺信致辞中说 ， 计划实施以来 ， 中方始终恪守国际承诺 ， 中国企业和科研人员勇挑重担 ， 与国际同行齐心协力 ， 为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量 。
加入百亿“入门会费”的俱乐部
地球万物生长所依赖的光和热 ， 源于太阳核聚变反应后释放的能量 。 而支撑这种聚变反应的燃料氘 ， 在地球上的储量极其丰富 ， 足够人类利用上百亿年 。
如果能够制造一个“人造太阳”用来发电 ， 人类就能够彻底实现能源自由 。
理想很美好 ， 现实很骨感 。
一个最突出的问题是 ， 用什么容器来承载核聚变？
在地球上利用核聚变能量 ， 要求在人工控制条件下等离子体的离子温度达到1亿摄氏度以上 。 而目前地球上最耐高温的金属材料钨的熔化温度是3000多度 。 这意味着 ， 在1亿摄氏度下 ， 找不到盛装如此高温等离子体的容器 。
从20世纪50年代开始 ， 我国与国际基本同步 ， 开始了在可控核聚变领域的研究 ， 并于1965年在四川乐山建成了我国核聚变研究基地——西南物理研究所（今中核集团核工业西南物理研究院） 。
不同的技术路线此消彼长 ， 最终苏联科学家提出的托卡马克方案异军突起 ， 国际核聚变界的重点研究方向随之转向了托卡马克 。
上世纪80年代 ， 作家莫然造访位于四川乐山108级石梯荒山上的中国核聚变研究基地后这样描述：“尽管研究所的房间就像山洞一样 ， 但我们的科学家具有舍己的奉献精神 ， 就在那样的环境中 ， 他们制造出了‘中国环流器一号’ ， 光设计图纸就有3层楼那样高 。 ”
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图3/12中国环流器一号 。作为我国核聚变领域第一座大科学工程装置 ， “中国环流器一号”为我国核聚变事业奠定了坚实基础 ， 培养了人才队伍 。
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图4/12“中国环流器二号”A装置（HL-2A） 。上世纪90年代 ， 我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资 ， 换了苏联价值1800万卢布的T-7的半超导托卡马克装置 。
在当时经济非常困难的情况下 ， 主要依靠自己力量 ， 对T-7及其低温系统进行了根本性改造 。 1994年 ， 更名为“HT-7”的大科学装置成功研制 ， 使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家 。
然而 ， 在探索过程中 ， 越来越多国家的科研人员认识到 ， “人造太阳”科学装置规模大、建设周期长、投资成本高 ， 任何一个国家“关起门来搞建设”都无法解决所有难题 ， 必须“聚四海之气、借八方之力” 。
1985年 ， 美苏首脑为此提出了ITER计划 。
但在2001年之前 ， 这个强国俱乐部一直将中国拒之门外 。 当时除了意识形态上的排斥 ， 更主要是因为中国的科研水平还不高 。
2001年 ， 由于美国退出 ， ITER成员国出于分摊经费的考虑 ， 希望扩大参与国的范围 。 中国借此再次申请加入 ， 2003年 ， 正式以“平等伙伴”身份加入了ITER计划谈判——加入这个高“入门会费”的俱乐部 ， 每个成员国要至少承诺10%的投入 ， 约合人民币100亿元 。
当时碳排放问题还没那么紧迫 ， 雾霾和大气污染问题也没有这么严峻 。
“中国参与ITER ， 是向世界凸显中国是负责任、有能力的国家 。 ”2017年 ， 在“ITER十年——回顾与展望”会议上 ， 科技部原部长徐冠华在回忆参加ITER谈判过程时说 ， “事关国家利益 ， 中国应该积极参与国际高科技俱乐部 ， 不能因为自身原因错失良机 。 ”
2006年 ， 国际热核聚变实验堆（ITER）计划《联合实施协议》签署 ， 由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国共七方参与 ， 计划在法国共同建造一个世界上最大的超导托卡马克实验反应堆 。
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