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國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃進(jìn)入決定性階段

時(shí)間:2010-07-30     來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)
就像預(yù)期的那樣,經(jīng)過(guò)多方努力,國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)管理委員會(huì)終于在7月28日批準(zhǔn)了ITER計(jì)劃的《基本文件》,這標(biāo)志著ITER計(jì)劃進(jìn)入決定性階段。這份文件概括地論述了ITER計(jì)劃的設(shè)計(jì)、時(shí)間表和費(fèi)用,并批準(zhǔn)日本核聚變科學(xué)家Osamu Motojima擔(dān)任新的ITER組織總干事,為這項(xiàng)旨在利用與恒星相同的能量來(lái)源的宏偉計(jì)劃掌舵。


  盡管ITER的最終選址——法國(guó)的卡達(dá)拉舍——早已塵埃落定,但是其設(shè)施建設(shè)卻由于核聚變科學(xué)家在最后的設(shè)計(jì)變化上角力而拖延下來(lái),同時(shí)ITER計(jì)劃的7個(gè)國(guó)際參與方——?dú)W盟、中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯和印度——一直在試圖解決如何處理飛速上漲的設(shè)備建設(shè)開(kāi)銷的問(wèn)題。


  特別是已經(jīng)承擔(dān)了45%的ITER開(kāi)銷的歐盟,正在努力從現(xiàn)有的預(yù)算中籌措到足夠的經(jīng)費(fèi)——其成員國(guó)紛紛拒絕額外增加投入的要求。


  盡管《基本文件》得到了批準(zhǔn),但是ITER的成員國(guó)依然拒絕向公眾透露預(yù)估的項(xiàng)目所需全部成本;并且進(jìn)行總體費(fèi)用評(píng)估也是一件非??嚯y的事,這是因?yàn)镮TER計(jì)劃的許多設(shè)施都是由不同的國(guó)家通過(guò)以貨代款的捐獻(xiàn)形式建成的。


  盡管如此,現(xiàn)有的預(yù)測(cè)表明,在ITER最終建成并實(shí)現(xiàn)“最初的等離子體”時(shí)——目前估計(jì)將于2019年11月完成,它將耗費(fèi)160多億歐元。


  國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆是為驗(yàn)證全尺寸可控核聚變技術(shù)的可行性而設(shè)計(jì)的,其原理類似太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱,即在上億攝氏度的高溫條件下,利用氫的同位素氘、氚的聚變反應(yīng)釋放出巨大能量,從而為人類提供可持續(xù)發(fā)展的潔凈能源。與其他能源相比,核聚變的原料取自海水,可以說(shuō)是無(wú)窮無(wú)盡,同時(shí)它還不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體,對(duì)環(huán)境也幾乎沒(méi)有放射性危害。目前,石油、天然氣和煤等化石能源正逐漸枯竭,而人類正在使用的核裂變能以及水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能和生物能等可再生能源也具有自身的局限性。


  ITER計(jì)劃將分3個(gè)階段進(jìn)行:第一階段從2007年年底開(kāi)始至2019年,為實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)階段;第二階段持續(xù)20年,為熱核聚變操作實(shí)驗(yàn)階段,其間將驗(yàn)證核聚變?nèi)剂系男阅堋?shí)驗(yàn)堆所使用材料的可靠性以及核聚變堆的可開(kāi)發(fā)性等,為大規(guī)模商業(yè)開(kāi)發(fā)聚變能進(jìn)行科學(xué)和技術(shù)論證;第三階段歷時(shí)5年,為實(shí)驗(yàn)堆拆卸階段。實(shí)驗(yàn)階段結(jié)束后,各參與方還將同時(shí)進(jìn)行示范堆建設(shè),為最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)堆開(kāi)發(fā)作準(zhǔn)備。


  ITER實(shí)驗(yàn)堆高度為24米,直徑30米,計(jì)劃產(chǎn)生等離子體的體積為840立方米,維持時(shí)間為400秒,聚變能500兆瓦,輸出與輸入能量比最低為10:1,最高可達(dá)到30:1。據(jù)專家介紹,這一計(jì)劃是在業(yè)已取得的大量研究成果基礎(chǔ)上制定的,成功的可能性非常大。


  2006年5月24日,參與這一計(jì)劃的七方草簽了與該計(jì)劃有關(guān)的一系列合作協(xié)議,同年11月簽署了ITER條約。2007年10月24日,該條約正式生效,標(biāo)志著ITER組織正式成立,ITER計(jì)劃進(jìn)入正式實(shí)施階段。根據(jù)協(xié)議,各參與方主要通過(guò)實(shí)物和資金兩種方式為ITER計(jì)劃作貢獻(xiàn),研究成果各方共享。