ITER計劃，即「國際熱核聚變反應實驗堆」，這一當今世界上最昂貴的大科學工程又被稱為「人造太陽」。作為這一計劃的七個成員之一，中國剛剛成立了新一屆國家磁約束核聚變專家委員會，一個針對未來20年中國核聚變發展的中長期規劃也正在著手制定
本刊記者/ 錢煒
今年11月前後，第一根導體就將從合肥中科院等離子體物理研究所運出，送往法國南部小城卡拉達什，這意味著，儘管此前曾經遭到40多名院士的反對，但中國參與ITER計劃的步伐，將邁出實質性的一步。
ITER計劃，即「國際熱核聚變反應實驗堆」，總投資高達百億歐元，號稱當今世界上最昂貴的大科學工程。相對於核裂變，核聚變被看成是更潔淨、更安全的能源。這是因為，核裂變是將鈾、鈽這些較重的原子核，裂變成較輕的原子核並釋放出能量。但鈾與鈽都具有高放射性，而且，全球的鈾資源也十分有限。
相比之下，核聚變的優點就非常明顯，它是將氫的同位素——氘和氚兩個較輕的原子核，聚合成較重的原子核並釋放出能量。在這一過程中，氘沒有放射性，氚雖有高放射性，但卻是利用鋰在反應堆中生成，反應一停止，氚就不產生。此外，從資源的獲得來考量，海水中含有大量的氘，而鋰也是全球儲量最為豐富的資源之一。
由於核聚變也是太陽產生能量的原理，因此，ITER計劃又被稱形象地稱作「人造太陽」。眼下，在卡拉達什，這個「人造太陽」初現雛形——一個用來容納反應堆裝置的17米深的大坑已經挖成，施工人員正在裡面安裝500根強化鋼筋混凝土柱，用以防震。
千億元「會費」的「俱樂部」
中國國際核聚變能源計劃執行中心副主任羅德隆愛用「俱樂部」這個詞來指代ITER組織。目前，ITER組織的成員有7家，分別為歐盟、日本、俄羅斯、美國、中國、印度和韓國。而在2001年之前，這個強國俱樂部只包括歐美俄日4家，並一直拒絕中國的申請。羅德隆分析說，當時除了意識形態上的排斥，更主要是因為中國的科研水平還不夠。
直到2001年，由於美國退出，ITER成員國出於分攤經費的考慮，希望擴大參與國的範圍。於是中國趁機再次申請加入，2003年，中美同時坐到了ITER組織的談判桌旁。
羅德隆說，此前，巴西、澳大利亞等國也曾希望加入，但都拿不出那麼多錢——這個俱樂部有著天價「入門會費」，即每個成員國要至少承諾10%的投入，約合人民幣1000億元。
在中國的申請過程中，以中科院數學物理學部為主的40多名院士就曾直接上書中央表示反對，其主要理由就是經費昂貴。
但如今，質疑聲已開始稀落，中國開始在核聚變研究上發力。
今年5月底，新一屆國家磁約束核聚變專家委員會成立，一個針對未來20年中國核聚變發展的中長期規劃也正在著手制定，計劃將於年內出爐。與此同時，中國承包ITER計劃的12個項目也在按預定計劃一一開展。其中第一個項目——導體的研製工作已經完成，並通過了瑞士SULTAN實驗室的測試。按規定，每個成員國完成的導體樣品，都要預先送到瑞士進行測試，經測試達標後，方可開始生產。
「從『十一五』開始，國家對核聚變研究的支持就明顯加大了力度，超過以往任何時期。這主要是因為，現在我國的財力有了很大提高，再者，對能源問題再怎麼重視也不過分，科學界要為今後的能源問題尋出路。」羅德隆強調說。
重在參與
參與ITER能帶給中國什麼？羅德隆表示，加入這個俱樂部，不僅出於戰略能源考慮，而且能通過這樣一個國際化的平臺，提升中國在若干高新技術領域的水平，實現跨越式發展。此外，從人才培養到項目管理、國際合作，在這幾個方面也都是有益的嘗試。
ITER計劃的任務分配十分精細，並不是哪家會做什麼，就讓它全部承包，因為每個國家都想參與核心部件的製造。打個比方，一輛汽車有4個輪子，本該是一家工廠全包了，但按照ITER的做法，而是每家各做一個，讓大家都來參與一部分。以導體為例，每個成員國都生產一部分，中國承擔的比例是7%。
在整個ITER計劃中，中國一共承擔了12個採購包的建設，涵蓋了ITER裝置最核心的部分。據羅德隆的粗略估算，整個裝置50%～60%的零部件技術，中國都有涉及。
「通過參與ITER計劃，很多東西我們都是從原來不會做，到做出來，並做得更好，甚至比這個俱樂部裡的其他國家做得更好。」羅德隆說。
拿導體來說，這個外觀形似電線，實則凝聚著多項高科技的物體，在ITER計劃的反應堆裝置中，被用來繞成線圈，通電後產生磁場，屬於反應堆裝置中的核心部件。
在研製導體時，一些關鍵技術都已解決了，導體的管子質量怎麼也過不了關。ITER裝置對導體的拉長比有較高要求，而起先中國做出來的導體，一拉就斷。「其實這就是個工程問題，但在ITER的建設過程中，就會遇到很多類似這樣的事情。」
在國際上，日本有著較成熟的導體生產技術，而中國過去從沒做過。但是現在，根據SULTAN實驗室的測試結果，中國製造的導體性能，已超過了日本產品。
不過，中科大核科學技術學院院長萬元熙指出，ITER涉及34項核心科學工程技術和管理項目，中國僅參與了其中11項，這意味著，有60%以上的核心科學工程技術和管理項目沒有中國的參與。
上個月，科技部成立了一個總體設計組，目的在於借力ITER計劃，學習整個磁約束核聚變反應堆的設計，為今後自主發展核聚變能作鋪墊。「參與建ITER顯然不是中國的最終目標。」羅德隆強調。
人才掣肘
如果中國要想在這個國際項目中學習到更多，就需要派更多的人進入到ITER組織中去工作。但現在的問題是，中國派不出去人。
據了解，目前，中國在ITER組織裡的工作人員只有20名，是各國中總人數最少的。按照中國10%的貢獻比例，相應地本應有40～50名的人員配額。
「我們選送出去的都是很優秀的人才，但往往是因為語言、表達能力以及自信程度等其他因素，在面試這一關總是通不過。」 對此，羅德隆將其原因歸結為：人才的國際化程度不夠。
解決的辦法，他說，是派訪問學者出去，「免費地」為ITER組織裡的用人部門工作，等到他們被對方所熟悉和接受之後，再參加面試，正式上崗。
羅德隆指出，不僅是在ITER組織內急需加大中方的供職人數，在國內，核聚變理論、實驗及工程領域同樣有著巨大的人才缺口。據統計，我國現有具有豐富聚變核物理和工程經驗的專業人員不足200人。而參照ITER計劃，到2020年，我國自主設計建造聚變實驗堆工程，所需專業人員就要1200人，這還只是一個保守的估計。
為徹底解決這一問題，今年3月底，科技部、教育部、中科院與中核集團在合肥聯合召開會議，討論核聚變人才培養問題，會後下發了《關於促進磁約束核聚變人才培養工作的指導意見》。
該文件提出，圍繞中國磁約束核聚變研究和ITER裝置建設與運行，以需求為導向，利用10年左右時間，培養2000名相關各類人才，逐步構建起一個層次、布局、學科合理的磁約束核聚變科學與工程研究和技術研發的人才培養體系。
「這個人才培養計劃將只面對研究生，並且是多學科的，不僅包括核聚變物理的研究，還涵蓋工程、管理等多個方面。」羅德隆說。
「太陽」照常升起？
在羅德隆小的時候，科學家就預測，50年後，也就是現在，核聚變就能實現商用。但最新的預測是，核聚變的商業應用還需要等下一個20年、30年。不過，如今，ITER計劃讓人們看到了切實的希望，這是商業化應用的最關鍵一步。等到ITER計劃完成後，下一步就是建示範堆，那就是核聚變商用的前夜了。
然而，3月上旬的日本地震與海嘯，不僅打擊了全球核電，也使尚在襁褓中的ITER計劃受到衝擊。日本承擔了ITER計劃中20%的製造、建設任務。位於東京東北部100公裡之外的日本原子能開發研究機構Naka核聚變研究所，負責研製和測試反應堆裝置中磁體和加熱兩個系統。但該所建築被地震破壞，其中，測試磁體的一個關鍵設施遭到嚴重毀壞。
對此，羅德隆透露說，「不排除讓別家來代替日本做這部分工作，但各方的生產線都是有限的，所以這樣的調整也是較困難的。」
ITER計劃總幹事本島修也在上個月表示，除非絕對必要，否則他並不情願將日本承擔的工作轉移到其他成員國。但如果在6個月內不能修復該設施，他將另尋安排。新的日程表和可能的調整計劃都將於今年12月底之前出臺。
在技術上，羅德隆指出，最大的困難還是等離子體的控制問題，目前國內外都已做了很多前期工作。「在科學研究上，可預見的障礙大多都是能克服的，問題是，一定還存在著不可預見的困難。不過我們有信心，預計到2050年左右，磁約束核聚變將能實現商用。」 ★
(責任編輯：劉芬娟)