人造太陽遇到的難題 _中國

6月16日至17日，國際熱核聚變實驗堆(ITER)組織第六屆理事會在中國蘇州舉行。會上，經費缺口、下一年度計劃等關鍵議題均無果而終。正如屢拖未決的國際氣候變化談判，此次會議最大的“成果” ，或許就是確定下一次會議何時舉行。
ITER最初設定從2016年開始運行的計劃，現在看來岌岌可危。而這個龐大的國際項目，在技術上也遇到了越來越多的拷問。人類要想獲得取之不盡、用之不竭的聚變能，可能還需50年甚至100年以上的時間。
【人造太陽遇到的難題】有人因此對這一項目的前景感到悲觀。但支持者們認為，核聚變仍然是一種應對能源危機的好辦法。
“籠中太陽”
模擬太陽內部的核聚變，是科學家們的夢想。核聚變是大自然最普遍的能量來源。從太陽到最遙遠的恒星，氫原子核聚合為氦原子核的核聚變反應，提供了照亮整個宇宙的能量。
所謂核聚變，是由較輕的原子核聚合為較重的原子核，同時釋放能量。核彈和核電站采用的則是核裂變反應，即較重原子核分裂為較輕原子核。與核裂變相比，核聚變需要的氫原子在宇宙中最為豐富，不用發愁原料來源，其核輻射小得多，也不會產生核廢料。
人為控制核聚變的難度遠遠大于核裂變。這需要將氫的同位素氘和氚加熱到極高溫度，形成等離子體，然后限制在一個較小的空間內足夠長的時間。聚變反應可以通過兩種方式實現，一種是慣性約束，即用激光沖擊燃料，讓燃料急劇壓縮，燃料在膨脹爆炸之前發生聚變反應；另一種是磁約束，即用形似中空面包圈的磁場組成“磁籠”，約束等離子體。前一種方法正是氫彈的原理，后一種方法則被稱為托克馬克。
在慣性約束核聚變領域，中國科學院上海光學精密機械研究所(下稱上海光機所)和中國工程物理研究院已取得一定進展。但中國科學院院士、上海光機所研究員林尊琪告訴本刊采訪人員，與磁約束相比，慣性聚變更為困難，效率真正上去還需要一段時間。
作為結束“冷戰”的標志行動之一，前蘇聯領導人戈爾巴喬夫和美國總統里根在1985年日內瓦峰會上倡議啟動國際熱核聚變實驗堆(International Thermonuclear Experimental Reactor ，簡稱ITER)計劃。次年，前蘇聯、美國、歐盟及日本開始籌建ITER 。到2001年完成設計時，已耗資15億美元。ITER的目標，是將50萬千瓦的能量輸出維持500秒。
美國一度退出計劃，但后來重返談判桌。中國、韓國和印度也先后加入。歐盟和日本為了ITER的選址問題曾經爭得不可開交。2005年，法國卡達拉舍(Cadarache)戰勝日本的六所村成為ITER建設地。作為交換條件，歐盟同意其中10%的所謂高技術部件從日本市場采購，日本人池田要(Kaname Ikeda)也成為ITER組織的總干事。
ITER計劃大體分三個階段進行，預計耗時35年，花費105億歐元。第一階段從2006年至2016年，為實驗堆建設階段，耗資約50億歐元；第二階段持續20年，是熱核聚變操作實驗階段，預計耗資約50億歐元；第三階段歷時5年，是實驗堆拆卸階段，耗資5億歐元左右。
林尊琪說，采用磁約束路線的ITER裝置開始運行后，會被中子污染，整個靶室都會被活化。因此，ITER退役后，將有五年的退活化時間。
這是全球最大范圍的一次科學技術合作。歐盟承擔45%的建設費用，中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國將各自承擔9%的費用，同時平等分享所有相關資料及知識產權。
中國科技部ITER中心研究發展處楊長春對本刊采訪人員說，實現聚變能的商業利用，大致需要經歷六個階段，包括概念研究、原理驗證、性能拓展、實驗開發、示范堆和商用堆階段，以ITER計劃為標志，說明磁約束方式的聚變能應用進入實驗開發階段，即第四個階段。