七國合建全球最大「人造太陽」，將有望獲得幾乎用之不竭的能源

2020-09-12 極科網

童謠裡唱的「種太陽」，正有望被人類一點點變成現實。可控核聚變裝置俗稱「人造太陽」，是照亮人類未來的終極能源夢想。原理就是要模仿太陽發出光和熱的方式，在地球上通過可控熱核聚變的方式，造出在人類控制之下「小太陽」。

位於法國的國際熱核聚變實驗堆(ITER)是世界最大核聚變反應堆，是僅次於國際空間站的國際大科學工程計劃，我國於2006年正式籤約加入該計劃。該項目2020年7月28日開工，預計四年半建成，竣工時間是2025年12月。如果項目取得成功，人類將有望獲得幾乎用之不竭的能源。

可控核聚變實現之後的美景，盡可無限想像。那時能源將變得幾乎沒有什麼成本，挖煤、抽石油提供能源的日子一去不復返，僅僅廉價能源提供的海水淡化，就將使無數沙漠變為綠洲。

國際熱核實驗堆計劃（簡稱ITER）對比圖（圖片來源：中核集團西物院）

7月28日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝正式啟動。圖為安裝現場。ITER官網

ITER時間線

1985年

ITER計劃在日內瓦峰會上由美國、蘇聯、歐盟和日本四方啟動。在2001年之前，這個強國俱樂部一直將中國拒之門外。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高。

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。中國藉此再次申請加入。

2003年

中國正式以「平等夥伴」身份加入了ITER計劃談判——加入這個高「入門會費」的俱樂部，每個成員國要至少承諾10%的投入，約合人民幣100億元。

2006年

國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃《聯合實施協議》籤署，由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國共七方參與，計劃在法國共同建造一個世界上最大的超導託卡馬克實驗反應堆。

ITER計劃七方：中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國正式籤署ITER計劃《聯合實施決定》。

中國與後續加入的韓國、印度各自承擔9%的投資，包括承擔裝置部件的各批次建造任務。這是中國以平等身份參加的最大國際科技合作項目。

2020年

5月底，中核集團牽頭的中法聯合體完成杜瓦底座吊裝工作，為「人造太陽」組裝創造了有利條件。

7月28日，人類史上首座國際熱核聚變實驗堆建設的關鍵進展——裝置組裝在法國開始進行。

8月31日，在法國南部卡達拉舍，國際熱核聚變實驗堆（ITER）託卡馬克裝置第二個重大部件——杜瓦下部筒體吊裝工作完成，杜瓦下部筒體吊裝是中核集團中國核電工程有限公司牽頭的中法聯合體團隊在法國「帶疫解封」嚴峻形勢下完成的第二個重大安裝任務。

此次杜瓦下部筒體吊裝，彰顯了中國核電工程有限公司牽頭的中法聯合體總承包能力和安裝水平，有效提升了中國在國際聚變領域的地位。

9月11日，由中國完全自主研製的國際熱核聚變實驗堆（ITER）重力支撐批量產品在貴州遵義正式啟運。該設備是ITER重要的結構安全部件之一，由中核集團核工業西南物理研究院和貴州航天新力科技有限公司聯合研製；到達現場後，將安裝在杜瓦底座環上，不僅承載上萬噸磁體系統重量，還要承受強熱應力、強電磁力、瞬時載荷等複雜工況。

ITER是目前世界上最大的聚變反應堆實驗工程，其複雜程度和技術難度都超過了已經大量建造運行的裂變反應堆。ITER磁體支撐是我國承擔的幾個大型採購包之一，由我國承擔100%製造任務。重力支撐產品是磁體支撐採購包中結構最複雜、製造難度最高的部件。其零部件眾多、裝配工藝複雜、尺寸精度要求高，能否按時交付，關係到整個ITER裝置的裝配進度和後期實驗裝置的穩定性。

核工業西南物理研究院是中方參與ITER計劃的主要承擔單位，十多年間，攜手航天新力聯合攻關，集結國內高端製造業優勢力量，高質量完成重力支撐產品的製造，展示了中國高端製造的水平和能力。本次交付是今年核西物院第五次向ITER組織交付磁體支撐產品。核西物院將於年內完成該產品所有交付。

中國為ITER準時交付高質量部件，顯示出中國在ITER中扮演了重要角色，並進一步倡導世界聚變界的科學家們為聚變能相關技術研發加強合作，為最終解決世界能源短缺和環境汙染問題貢獻力量。

ITER並不是一個直接商業應用的發電站，而是一個實驗堆，就是要讓科學家去做實驗，探索和平利用聚變能發電的科學和工程技術可行性，為實現聚變能商業應用奠定基礎，否則就是給別人做嫁衣。中國加入ITER計劃的另一大任務，就是培養人才。

最初，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9%的貢獻比例，應有40—50名的人員配額。如今，ITER組織中方職員數量持續上升，佔比近10%，為歐盟外的六方之首。

截至2016年底，超過3400名科學家和2700名研究生參與了ITER專項國內研究項目，他們將為我國未來自主開展核聚變示範堆乃至商用堆設計、建造奠定人才基礎。加入ITER俱樂部，不僅出於戰略能源考慮，更重要的是，通過這樣一個國際化的平臺，中國在若干高新技術領域、人才培養、項目管理等方面實現了跨越式發展。

資料來源：核西物院、科技日報、中國核電工程有限公司

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  • 「人造太陽」還有多遠?
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