中国巨资参与七方携手造“太阳”核心项目

　　综合新华社、中央电视台报道11月21日，参加国际热核聚变实验反应堆计划的欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度的七方代表在法国总统府正式签署了联合实验协定及相关文件，全面启动了世界瞩目的人类开发新能源的宏伟计划。这一被称为“人造太阳”的计划可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。中国承担工程总造价100亿欧元的10%，并享受所有相关资料及知识产权。

　　工程浩大预计花费百亿欧元

　　国际热核实验反应堆(ITER)计划也被称为“人造太阳”计划。1985年，在美、苏首脑的倡议和国际原子能机构(IAEA)的赞同下，重大国际科技合作计划ITER(即InternationalThermonuclearEx鄄perimentalReactor)得以确立，其目标是要建造一个可自持燃烧(即“点火”)的核聚变实验堆，验证聚变反应堆的工程可行性。

　　国际热核计划1986年由前苏联、美国、欧盟及日本开始设计和筹建，2001年工程设计完成。目前，该计划共有7方参与，中国于2003年2月正式成为参与国之一，此后韩国(2003年6月)和印度(2005年)也相继加入。

　　ITER计划的建设期从2006年开始大约10年，此后还有运行期20年、退役期5年。

　　根据7方签署的协定，这一项目计划于2007年1月正式启动。国际热核聚变实验反应堆将建于法国南部的卡达拉舍，建造工期10年，耗资约46亿美元，自2016年后连续20年展开试验操作。整个项目预计花费100亿欧元(约合1000亿元人民币)，欧盟承担40％的费用，其余6方分别承担10％。此外，参与各方完全平等地享有该项目所有科研成果与知识产权。它是目前世界上仅次于国际空间站的大型国际科学工程计划，也是中国参加的规模最大的国际合作项目。

　　中国自主制造的热核聚变装置EAST

　　一波三折法日争夺“太阳”诞生地

　　核聚变研究是当今世界科技界为解决人类未来能源问题而开展的重大国际合作计划。与不可再生能源和常规清洁能源不同，聚变能具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点，是人类未来能源的主导形式之一，也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题的重要途径之一。

　　国际热核计划的启动并非一帆风顺。上世纪50年代初美国和苏联分别开始秘密研究可控核聚变。1985年，当时的美国总统里根和苏联总统戈尔巴乔夫在一次首脑会议上倡议，制订一个核聚变研究的国际合作计划；1986年，美、欧、日表示愿接受苏联的合作建议；1992年，上述四方首次签署了国际热核计划工程设计协议，决定建设实验反应堆。

　　苏联的解体使国际热核计划受到很大影响。随后，美国也因自认为在技术上领先而在1999年宣布退出。此时，日本和欧盟成为支持该计划的中坚力量。科学家对相关内容作了调整，新的工程设计修改方案在2001年圆满完成。修改后的计划内容包括一座原型聚变堆在2025年前投入运行，一座示范聚变堆在2040年前投入运行。计划推出后吸引了广泛关注，美国因国内研究进展缓慢，于2003年重新加入。不久后，中国和印度也正式加入该计划。

　　该计划的参与方将从中获得巨大的科技和经济利益。具备条件参加建设地角逐的只有日本和代表欧盟的法国，但这个纯技术性的选址问题，却因美法在伊拉克问题等政治上的纷争而闹得沸沸扬扬。从2003年开始，美国明确支持日本为反应堆建设地，欧盟和法国则寸步不让。

　　由于有关争论可能使国际热核计划再次面临夭折危险，经过再三权衡，日本退出建设地竞选，法国则许诺将一些分支项目设在日本，并让更多日本科学家前往法国参与建设和研究工作。2005年6月，各方在莫斯科达成协议，决定法国马赛附近的卡达拉舍成为国际热核计划的建设地。

　　中国参与将承担10%工程造价

　　2003年2月，在圣彼得堡召开的“ITER第八次政府间谈判会”上，中国宣布作为全权独立成员加入该计划谈判。这意味着中国承诺承担ITER工程总造价100亿欧元的10%。

　　2006年5月24日在欧盟总部布鲁塞尔，中国、欧盟、美国、韩国、日本、俄罗斯和印度7方代表共同草签了《成立国际组织联合实施ITER计划的协定》，这标志着我国实质上参加了这一计划。中国将承担该计划10%%的投入，这包括人力、物力及实物的投入，同时也相应分享所有相关资料及知识产权。这是我国首次作为正式成员国参加国际大型科学合作计划。建造期间我国将投入40亿至50亿元人民币。

　　参加ITER计划从长久看，可以解决我国可持续所需能源问题，而且，参与这一计划本身也是难得的机遇。

　　国产“太阳”调试成功

　　实践证明，我国完全有能力完成分配给我方的工作任务。

　　今年9月28日，在合肥，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。

　　前景无限“人造太阳”何时变现实

　　国际热核聚变实验反应堆的原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的超高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变燃料氘（音同“刀”）和氚（音同“川”）可以从海水中提取，核聚变反应不产生温室气体及核废料。

　　根据科学家的分析，如果我们未来能建成一座1000兆瓦的核聚变电站，每年只需要从海水中提取304公斤的氘就可以产生1000兆瓦的电量，照此计算，地球上仅在海水中含有的45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。

　　ITER计划于2015年建成并产生第一批等离子体，运行21年。ITER本身将不用来发电，它是一个实验装置，其长期任务是取得技术上的关键突破：越过能量的“收支平衡点”，证明利用核聚变能在技术上是可行的，具有实用价值。目前托卡马克装置性能的世界纪录是欧洲的JET，它的最高输出功率达到16兆瓦。ITER的等离子环直径将达12米，比JET大一倍，功率可望达到400~700兆瓦。

　　如果ITER取得成功，人们下一步将在2035年左右建造一个叫DEMO的试验反应堆。然后在2050年建造第一个商业化反应堆，2060年增加到10个，2100年增加到1500个，满足全球电力20%的需求。

　　前方连线

　　中国科学家为“造日”做准备

　　“国际热核计划”某下属项目负责人、英国科学家赖斯特告诉记者，在卡达拉舍的临时研究中心，已经聚集了来自中国等相关国家的50多名科学家和工程师，他们正在为项目进行前期准备。随着这一计划正式签署协议，与此相关的装置、建筑等子系统的建设将会迅速展开。他说，等计划正式开始实施的时候，当地将会聚集约300到800名世界最顶尖的核能科学家。

　　赖斯特表示，目前参与ITER的7方已经有了明确分工，每个国家都要贡献部件和技术，最终到法国组装。按照计划，中国要承担10%的部件和技术，这包括超导技术、大功率电源技术、遥控技术等等，“中国负责的部分中有很多都是核反应堆计划的核心项目。”

　　[新知]

　　“太阳”是怎么造出来的

　　如果说重原子核在中子打击下分裂放出的“裂变能”是当今原子能电站及原子弹能量的来源，则两个轻原子核聚合反应放出“核聚变能”就是所有恒星(包括太阳)释放光和热及氢弹的能源。在所有的核聚变反应中，氢的同位素——氘和氚的核聚变反应(即氢弹中的聚变反应)是相对比较易于实现的。

　　若要求氘、氚混合气体中能产生大量核聚变反应，则气体温度必须达到1亿度以上。在这样高的温度下，气体原子中带负电的电子和带正电的原子核完全脱开，各自独立运动。这种完全由自由的带电粒子构成的高温气体被称为“等离子体”。

　　1亿度的气体用什么装？没有材料吃得消这样的温度。幸好这时原子核与电子早已分离，气体变成带电的等离子体，这样就可以用磁场来束缚，让等离子体完全悬空，不与容器的四壁接触。现在最流行的约束装置叫做“托卡马克”，它大致是一个环形的管子，受强磁场约束的等离子体悬浮在管子中央，形状像一个面包圈。

　　过去60年来，全球有将近一百个托卡马克。目前，世界上最大的托卡马克装置是欧洲的JET，它最大的聚变功率输出达到了16兆瓦，但只能短暂地运行，只能存在十几秒钟。

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　　热核反应四大问

　　一、反应堆如何运转?

　　在一个环形容器内把氘和氚的混合气体加热到一亿度以上的高温，在这种条件下氘氚聚变。

　　二、能源取之不尽吗?

　　理论上，只需1公斤氘和10公斤锂(通过锂可以得到氚)就可以保证一个聚变核电站一天内以1000兆瓦的功率发电。相比之下，得到这么大的功率需要500公斤铀或1万吨煤。通过电解海水，轻而易举就可以得到大量的氘。地球上海水中有45万亿吨氘，足够人类使用60亿年。

　　三、是清洁能源吗?

　　核聚变不产生长达千年都不能分解的核废料。另外，它不产生加剧温室效应的气体。

　　四、反应堆有危险吗?

　　与目前的核电站不同，聚变反应堆从本质上讲不可能发生泄漏。所以国际热核实验反应堆和下一代核聚变反应堆，不会发生重大事故。唯一要注意的问题就是要制定防辐射的保护措施。另外，它也不对环境和周围居民构成威胁。

　　1985年ITER计划确立，目标是建造可自持燃烧的核聚变实验堆，验证聚变反应堆的工程可行性，苏、日、美、欧四方承建

　　2003年2月中国作为全权独立成员加入该计划谈判。表示中国承诺承担ITER工程总造价100亿欧元的10%，并享受全部知识产权

　　2005年6月七方成员决定在法国南部卡达拉舍建设首座国际实验型热核反应堆（ITER）

　　2006年5月24日中国、欧盟、美国、韩国、日本、俄罗斯、印度七方代表在布鲁塞尔草签成立协定，标志我国实质上参与该计划

　　11月21日七方代表在法国总统府正式签署联合实验协定及相关文件，全面启动ITER计划

　　中国自主建造的热核聚变装置EAST