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人造太阳”开始安装 人类历史上最大核聚变项目进入新阶段
  [2020-08-14]    

據外媒報道,世界上最大國際熱核聚變實驗堆(ITER)28日在法國南部城鎮舉行安裝啓動儀式,開始了爲期5年的組裝階段。英國《衛報》稱,這標志著這個人類曆史上最大的核聚變項目進入到了新的階段,這一過程完成後,第一個超熱等離子體預計將在2025年底産生。不過,這一項目仍存在一些技術挑戰。

最大的核聚變工程

據報道,多個項目參與國代表參與了當日的安裝啓動儀式。ITER是中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國等國的合作項目,耗資約200億歐元(約合人民幣1640億元),由成員分攤建設成本。

ITER项目将模拟太阳产生能量的核聚变过程,展示核聚变能量可以用于商业。《卫报》报道称,该核聚变装置包含数百万个零件,或重达2.3万公吨,是人类历史上迄今为止最大的核聚變工程。该装置还具有近3000公吨重的超导磁体,由超导电缆连接。

此次啓動的是“托卡馬克”(tokamak)裝置的安裝工程。托卡馬克有“人造太陽”之稱,這是一種利用磁約束實現受控核聚變的環形裝置。其中央是一個環形真空,外面圍繞著線圈。通電時內部會産生巨大螺旋形磁場,將其中的等離子體加熱到很高溫度,以達到受控核聚變的目的。

ITER項目將是第一個實現“燃燒”或自加熱等離子體的項目,預計將産生10倍于投入的熱量,遠遠超過以往的嘗試。在運行過程中,它還將使用大量電能爲磁體和科學儀器提供動力,《衛報》稱,該項目的目的是爲大規模核聚變進行概念驗證,而不是爲了未來的商業用途。

而這一“種太陽”的構思由來已久。據半島電視台報道,1985年,美國總統裏根和蘇聯領導人戈爾巴喬夫在一次峰會上首次提出了探索該技術的聯合項目,目的是“爲了全人類的利益,將受控熱核聚變技術用于和平目的”。而多年以後,這一項目才真正開始。

樹立裏程碑

根據英國廣播公司(BBC)的說法,這一組裝過程完成後,該設施將能夠開始産生聚變能量所需的超熱等離子體,第一個超熱等離子體預計將在2025年底産生。

法國總統馬克龍當日在視頻致辭中表示,此舉將促使各國圍繞共同利益團結起來。馬克龍說:“ITER是對未來有信心的行動。曆史上最偉大的進步總是來自大膽的賭注,來自充滿困難的旅程。”“一開始,障礙似乎總是大于創造和進步的意願。ITER具有發現精神和雄心壯志,以及一種理念:多虧科學,明天可能確實會比昨天更好。”

英国原子能管理局首席执行官伊恩·查普曼(Ian Chapman)称,“这个项目正处于非常令人兴奋的阶段。”“我们转向使用核聚变是为了改变世界——在为子孙后代提供清洁能源方面发挥巨大作用。我们希望在五年内看到第一个等离子体,不过,其他一些部件也需要进行进一步的组装……尽管如此,它仍在商业规模展示核聚变的道路上树立了里程碑。”

ITER組織總幹事貝爾納·比戈說:“使用清潔能源,對我們的星球來說將是一個奇迹。”他說,核聚變能量和可再生能源一道,將使交通、建築和工業等能夠依靠電力運行。

據報道,在“種太陽”的過程中,中國的表現十分突出。中國于2006年正式簽約加入該項目,積極參與相關建造工作。貝爾納·比戈在28日的啓動儀式發布會上稱,中國以快速的工程反應和科研進步,成爲各合作方中兌現國際承諾的典範。

外界期待

與核裂變原理相反,核聚變反應通過兩種輕元素結合成一種重元素,其中釋放出大量能量,且放射性很低。實現受控的核聚變反應産生的淨能量,讓外界十分期待,尤其是在氣候危機令人焦慮的當下,核聚變反應産生大量清潔能源,被外界寄予較高期待。

那麽,這能否成爲未來可以廣泛利用的一種能量?

有支持者說,核聚變反應值得投入資金和努力,其有望帶來清潔、“取之不盡用之不竭”的能源,有助于應對氣候危機。支持者們也相信,ITER項目能夠克服技術障礙。

但也有人對此持懷疑態度。多年以來,科學家們一直對相關領域進行研究,將核聚變反應商業化仍存不小的困難。而ITER項目也面臨著不少挑戰,比如托卡馬克主要部件的尺寸和重量問題、制造商衆多、建設時間緊迫等。

目前,ITER被廣泛認爲是最先進和最實用的核聚變反應項目,與此同時,也有不少公司正對這一領域進行積極探索。