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ITER—地球上「可控的太陽之火」

Fabian Schmidt
2020年7月29日

在地球上「複製」太陽,以獲取用之不竭的能源:歐盟及中印日韓美英等國投資逾200億歐元,建造一座實驗性質的核聚變反應堆。雄心勃勃的目標是,2025年開始實驗。

DW Wissenschaftsmagazin Projekt Zukunft Sonne
圖片來源: NASA
未來將容納等離子體的環形真空容器是這樣一塊一塊安裝的圖片來源: picture-alliance/Yonhap

(德國之聲中文網)這座核聚變反應堆位於法國南部海岸城市馬賽附近。法國總統馬克宏為工程的最新進展舉行了「虛擬的」慶典儀式。歐委會主席馮‧德萊恩、歐委會能源委員西姆森(Kadri Simson)以及韓國總統文在寅以影片方式參與慶典。

35年前東西陣營發起的合作項目

目前,該工程進入了最後一個重要階段。9年來,工人、工程師和物理學家參與該建築工程。而項目的計劃早在35年前就已開始。1988年,ITER(國際熱核聚變實驗反應堆)是作為東西陣營的共同標誌性項目啟動的。1985年,法國總統密特朗、美國總統雷根以及蘇共總書記戈爾巴喬夫共同發起了這一項目。

直到今年,反應堆建築才矗立起來。反應堆完工預計還需要4年半時間。

周二的慶典主要是一個象徵性路標,彰顯建築項目所取得的進展。因為多年來,ITER一直因成本爆炸、工期延遲而受到壓力。

沒有放射性廢料的核能

ITER項目的目標是顯示:一座核聚變反應堆能在較長時間裡產生足夠多的熱量,來維持可聚變的等離子體。這將證明,人類可以製造核聚變,並且在一段時間內予以維持。

此外,ITER還應能將所產生的能量——溫度高達數億攝氏度——安全傳導出來。不過,這一能量不會用於發電。ITER目前還是一種基礎研究。

工程師們暫時只想證明,這一技術在原則上適於通過氫同位素氘、氚的結合獲得清潔能源,供人類使用。

核聚變代替核裂變

我們的太陽就是以這種方式產生巨大的能量。如果ITER能夠成功模仿太陽,人類將實現在地球上製造一個「可控的太陽之火」的夢想——擁有取之不盡、用之不竭的能量,因為所需要的原材料等於是無限的。

然而,該項目上空也籠罩著一團烏雲:批評者認為,這一實驗是吞噬數百億歐元的深坑。最初預計耗資50億歐元,如今已經超過了4倍。此外,研發者仍在與一些實體的問題作鬥爭:比如,如何將熱從反應堆中安全地輸導出來,如何後續加入新的燃料。

大型設施是否已過時?

反對者的主要論據是,核聚變技術的開發時間太長了,無法及時扭轉氣候變遷。他們認為,這筆錢更應用於風能、太陽能等可再生能源以及智慧型傳輸網路上。

支持者則認為,未來無法通過分散式的可再生能源覆蓋人類的全部能源需求。因此將永遠需要大型發電設施。

ITER能否按期在2025年以前實現雄心勃勃的目標——引燃首批等離子體,也取決於30個項目夥伴是否繼續參與。在國際研究項目中,各國通常並不提供資金,而是技術元件、研究和工程貢獻。

反應堆建設中(圖為2017年12月)圖片來源: picture alliance/dpa/ITER Organization

參與ITER的除歐盟外,還有中國、印度、日本、韓國和美國和英國。歐盟承擔最大部分的費用,佔45.6%。其它合作方各提供9.1%。

中國於2006年正式簽約加入ITER計劃。中國媒體在周二的報導中稱,「國際熱核聚變實驗堆計劃承載著人類和平利用核聚變能的美好願望」,國家領導人習近平向該計劃重大工程安裝啟動儀式致信祝賀。中媒強調,計劃實施以來,「中方始終恪守國際承諾,與國際同行齊心協力,為計劃的順利推進貢獻了中國智慧和中國力量。」

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