日前，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃重大工程安裝在法國(guó)正式啟動(dòng)，標(biāo)志著全球最大“人造太陽(yáng)”項(xiàng)目進(jìn)入安裝階段。作為當(dāng)前世界規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際大科學(xué)工程，ITER計(jì)劃承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望，對(duì)于從根本上解決人類共同面臨的能源、環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展問題具有重大意義。
核心裝置有望在2025年開機(jī)
核聚變研究承載了國(guó)際科技界多年的夢(mèng)想。核聚變主要燃料是存在于海水之中的氘和氚，一升海水提取的氘能產(chǎn)生的聚變能源，相當(dāng)于300升汽油。聚變產(chǎn)物沒有放射性，而且由于聚變反應(yīng)需要的條件比較高，一旦發(fā)生事故，造成反應(yīng)的等離子體約束破裂便會(huì)使聚變反應(yīng)終止，因此聚變?nèi)剂系谋４孢\(yùn)輸、聚變電站的運(yùn)行都比較安全。
國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆的縮寫字母組成的單詞“ITER”，在拉丁語(yǔ)中意為“路”。ITER計(jì)劃由中國(guó)與歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)七方共同實(shí)施，旨在通過模擬太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的核聚變過程，探索受控核聚變技術(shù)商業(yè)化的可行性。
此次啟動(dòng)的是ITER計(jì)劃核心裝置——托卡馬克裝置的安裝工程。這是一種利用磁約束來(lái)實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形裝置。吊裝重量1250噸，最終就位偏差不超過2毫米，難度非同尋常。今年5月，由中核集團(tuán)牽頭的中法聯(lián)合體團(tuán)隊(duì)完成該裝置壓力容器底座吊裝工作，為后續(xù)設(shè)備安裝做好準(zhǔn)備。
根據(jù)ITER計(jì)劃此前發(fā)表的公報(bào)，通過對(duì)項(xiàng)目進(jìn)展的評(píng)估，托卡馬克裝置有望在2025年首次開機(jī)，這也是ITER數(shù)十年運(yùn)行計(jì)劃的第一步。氘氚聚變實(shí)驗(yàn)預(yù)計(jì)于2035年開始。
ITER組織總干事貝爾納·比戈表示，本次啟動(dòng)安裝，標(biāo)志著ITER計(jì)劃由此前成員國(guó)制造零部件的建設(shè)階段正式轉(zhuǎn)入裝置組裝階段，需要各參與方精密配合。
耗資100多億歐元，吸引眾多世界頂尖科學(xué)家和工程師參加，參與各方人數(shù)總和超過全球人口的一半……自1985年首次提出ITER計(jì)劃的想法以來(lái)，無(wú)數(shù)科學(xué)家和工程師不斷探索，為ITER計(jì)劃的設(shè)計(jì)實(shí)施作出了巨大貢獻(xiàn)。
法國(guó)總統(tǒng)馬克龍表示，ITER計(jì)劃體現(xiàn)著和平與進(jìn)步，通過核聚變，核聚變能可成為未來(lái)的希望，為人類提供“無(wú)污染、無(wú)碳、安全、實(shí)際上不產(chǎn)生廢料的能源”。韓國(guó)總統(tǒng)文在寅贊其為“人類歷史上最偉大的科學(xué)計(jì)劃”。
哥倫比亞大學(xué)應(yīng)用物理學(xué)教授邁克爾·莫埃爾表示，ITER計(jì)劃啟動(dòng)重大工程安裝是國(guó)際科學(xué)合作的重要里程碑，展現(xiàn)了各國(guó)共享資源與專業(yè)知識(shí)、共同追求開發(fā)清潔能源取得的巨大成就。
歐盟委員會(huì)能源總司能源政策司前司長(zhǎng)梅根·理查茲指出，ITER計(jì)劃是一個(gè)具有前瞻性的重要清潔能源技術(shù)項(xiàng)目，為全球能源可持續(xù)發(fā)展提供了解決方案，各方在科研領(lǐng)域的交流與合作有利于項(xiàng)目更高效地推進(jìn)。
中方始終恪守國(guó)際承諾
計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，中方始終恪守國(guó)際承諾，中國(guó)企業(yè)和科研人員勇挑重?fù)?dān)，與國(guó)際同行齊心協(xié)力，為計(jì)劃的順利推進(jìn)貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)力量。
今年4月，中國(guó)自主研制的托卡馬克裝置“東方超環(huán)”取得重大突破，在1億攝氏度超高溫下運(yùn)行近10秒。ITER計(jì)劃科學(xué)和運(yùn)行主管盧斯表示，中國(guó)自主研制的核聚變裝置有重要借鑒意義，將幫助該項(xiàng)目工作人員更深入理解和操作相關(guān)設(shè)備。
6月，由中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所承擔(dān)研制的極向場(chǎng)6號(hào)超導(dǎo)線圈(PF6線圈)正式交付至法國(guó)安裝現(xiàn)場(chǎng)。PF6線圈是目前國(guó)際上研制成功的重量最大、難度最高的超導(dǎo)磁體，對(duì)實(shí)驗(yàn)堆正常運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。
中國(guó)自2006年開始參與ITER計(jì)劃，承擔(dān)了ITER裝置近10%的采購(gòu)包研制任務(wù)，包括磁體支撐、校正場(chǎng)線圈系統(tǒng)、磁體饋線系統(tǒng)等。目前，中方承擔(dān)的采購(gòu)包全部進(jìn)展順利，部分器件已經(jīng)完成并已運(yùn)抵法國(guó)安裝到位。
曾在日本科學(xué)技術(shù)廳分管核聚變工作的日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)首席研究員沖村憲樹表示，中國(guó)在核聚變能源開發(fā)方面取得了一批創(chuàng)新性科研成果。“中國(guó)始終恪守國(guó)際承諾，從人力、物力、財(cái)力、智力等各方面為ITER計(jì)劃作出重大貢獻(xiàn)。”
“中國(guó)以快速的工程反應(yīng)和科研進(jìn)步，成為各合作方中兌現(xiàn)國(guó)際承諾的典范。”比戈說(shuō)，疫情防控期間，ITER計(jì)劃實(shí)施團(tuán)隊(duì)獲得了中國(guó)捐贈(zèng)的醫(yī)療防護(hù)用品，來(lái)自各國(guó)的工作人員在做好防護(hù)的同時(shí)堅(jiān)守一線，“團(tuán)結(jié)一致的精神將推動(dòng)這一國(guó)際科研合作項(xiàng)目走得更穩(wěn)更快”。
中歐數(shù)字協(xié)會(huì)創(chuàng)始人、主任克勞迪婭·韋爾諾蒂說(shuō)，中國(guó)不斷加強(qiáng)科技創(chuàng)新、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和國(guó)際合作，當(dāng)前中國(guó)研發(fā)投入位居世界第二，在科學(xué)技術(shù)方面取得了有目共睹的成就。
開放交流是探索科學(xué)前沿的關(guān)鍵路徑
科學(xué)無(wú)國(guó)界，創(chuàng)新無(wú)止境。國(guó)際科技合作對(duì)于應(yīng)對(duì)人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義，開放交流是探索科學(xué)前沿的關(guān)鍵路徑。
“ITER計(jì)劃是核聚變領(lǐng)域最有代表性的國(guó)際合作，任何一個(gè)國(guó)家獨(dú)自推進(jìn)都非常困難。”韓國(guó)國(guó)家核聚變研究所所長(zhǎng)俞席在認(rèn)為，核聚變能源開發(fā)需要物理、電子、機(jī)械、材料等多個(gè)科技領(lǐng)域的多學(xué)科融合，各國(guó)發(fā)揮所長(zhǎng)、相互合作，才能更好地發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，交流合作對(duì)于推進(jìn)全球科技創(chuàng)新意義重大。
“ITER計(jì)劃由不同國(guó)家、不同合作伙伴分工協(xié)作，是國(guó)際科技合作的例證，是互惠互利多邊合作的典范。”俄羅斯國(guó)家原子能集團(tuán)公司總經(jīng)理阿列克謝·利哈喬夫期待托卡馬克裝置順利按時(shí)完成安裝，“只有行動(dòng)協(xié)調(diào)一致，才能最終達(dá)到效果。”
當(dāng)前，全球面臨新冠肺炎疫情帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，人類迫切需要國(guó)際科技合作。ITER計(jì)劃不斷取得進(jìn)展，有助于各方提振合作信心。沖村憲樹認(rèn)為，ITER計(jì)劃將為人類解決能源、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展等問題提供思路，也為其他國(guó)際合作提供借鑒，有助于促進(jìn)和平與可持續(xù)發(fā)展。他說(shuō)：“疫情蔓延之際，一些國(guó)家保護(hù)主義和單邊主義盛行，多國(guó)攜手參與這一工程具有重要現(xiàn)實(shí)意義。只要各國(guó)齊心協(xié)力，共同合作，就沒有不能解決的問題。”
“國(guó)際協(xié)調(diào)與合作變得越來(lái)越重要。”韋爾諾蒂?gòu)?qiáng)調(diào)，世界需要團(tuán)結(jié)合作應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，ITER計(jì)劃重大工程安裝正式啟動(dòng)，中國(guó)、歐盟、俄羅斯、美國(guó)等多方參與，充分說(shuō)明國(guó)際社會(huì)共同探索、取得重大科技突破的意愿。
(本報(bào)記者龔鳴、劉玲玲、劉軍國(guó)、殷新宇、張朋輝、馬菲、鄭琪)
