2007年10月24日,在法國的卡達(dá)拉舍(Cadarache),一個新的國際組織——國際熱核實驗堆(ITER)成立,首任總干事池田要和副總干事郝特康普揭下牌匾上的綢布,一項全球大規(guī)模的國際科技合作協(xié)議正式啟動,國人稱它為“人造太陽”。
ITER計劃
按計劃,ITER組織將在卡達(dá)拉舍建造一個世界最大的熱核聚變實驗堆,將首次實現(xiàn)持續(xù)50兆瓦核聚變反應(yīng),如果成功,將意味著國際核聚變研究完成了反應(yīng)堆的工程物理實驗階段。也就是說,解決了核聚變反應(yīng)在工程方面的關(guān)鍵問題,緊接著就是建立示范反應(yīng)堆,尋求降低材料成本的方法,下一步將是投放市場,實現(xiàn)核聚變能的有效利用。
有數(shù)據(jù)顯示,地球上的已探明石油儲量還不夠開采50年,天然氣和鈾也僅夠60年左右。隨著石油價格上漲,能源危機再次被提起,各國也加快了新能源研發(fā),核聚變能就是重點之一。“1升海水產(chǎn)生的核聚變能,相當(dāng)于300升汽油?!敝袊鳬TER辦公室副主任羅德隆用了這樣一個誘人的比喻。核聚變不僅在釋放能量上有巨大潛力,而且原料可以從海水中獲取,如果核聚變能利用成功,地球上的海水足夠使用數(shù)十億年。核聚變能還有一個好處,“是清潔能源,核裂變的原料本身帶有放射性,而核聚變反應(yīng)過程中,不產(chǎn)生放射性的物質(zhì)。即使像切爾諾貝利核電站那樣發(fā)生損壞,核聚變反應(yīng)會立即中止”。羅德隆說。在這一系列的動力下,核聚變的研究已經(jīng)持續(xù)了半個多世紀(jì)。
早在氫彈研制成功后,美國、蘇聯(lián)和英國等國就開始展開可控核聚變的研究,意在將核聚變轉(zhuǎn)化為可以持續(xù)利用的能源。按照核工業(yè)集團(tuán)西南物理研究院院長潘傳紅的說法,可控核聚變的研究經(jīng)歷了“盲目樂觀”的階段后,發(fā)現(xiàn)并不如想象的那么順利,幾個國家發(fā)現(xiàn),即使將所有研究成果加起來,也無法解決核心技術(shù)問題。無奈之下,1958年,核聚變的研究資料才被公開出來,寄希望于廣泛的國際合作。今年國際熱核聚變實驗堆將在法國開工,“恰好是受控核聚變國際合作50周年”。
1985年,當(dāng)時的美蘇兩國首腦聯(lián)合倡議通過國際合作建立核聚變實驗堆,并在國際原子能機構(gòu)的框架下著手準(zhǔn)備這一合作項目,確立ITER計劃。1986到1988年,歐盟和日本加入了這一合作計劃,但這個項目不是完全開放,中科院等離子體物理研究所的武松濤副所長說,當(dāng)時這個組織對其他實體有很強的“排他性”,不能以平等伙伴身份加入,新成員僅承擔(dān)1%的研究,地位也僅是某個正式成員的“小伙伴”。
到1990年底,四方科學(xué)家經(jīng)過前期分析、計算和評估,完成了反應(yīng)堆的概念設(shè)計,之后進(jìn)入了工程設(shè)計,到1998年工程設(shè)計階段完成,設(shè)計造價約為100億美元,“當(dāng)時的投資是由幾個成員平攤”?!坝捎诋?dāng)時能源壓力并沒有今天這么急迫”,美國克林頓政府在當(dāng)年取消了一系列國際合作投資,其中就包括ITER計劃。美國的退出給計劃帶來很大打擊,俄羅斯、歐盟和日本則堅持下來,終于在2001年完成了一個投資46億美元的較小計劃。同年,加拿大加入,項目封閉的邊界漸漸被打破。為降低成員可能退出帶來的風(fēng)險,ITER開始吸納新成員,并規(guī)定了每個成員主體的資格,就是“承擔(dān)計劃10%的建造和研發(fā)費用,同時還必須具備核聚變研究和聚變工程的基礎(chǔ)和能力”,羅德隆介紹說。
2003年2月,中國宣布加入該計劃的國際談判,隨后加入該計劃。美國也同時返回了計劃,不過當(dāng)年焦點卻是成員國對于選址的競爭。
最早,法國、日本、西班牙和加拿大4個國家都提出將反應(yīng)堆建在本國,四方爭執(zhí)不下,加拿大在原料供給等方面有一定優(yōu)勢,但其本國核聚變研究基礎(chǔ)相對薄弱,當(dāng)時聯(lián)邦政府和省政府協(xié)議各承擔(dān)本國費用的一半,由于選址問題,省政府撤資,不得已,加拿大退出了整個項目。
隨后,國際社會表示,法國和西班牙作為歐盟的成員國,應(yīng)由一國代表歐盟參加選址競爭,于是在歐盟內(nèi)部進(jìn)行了協(xié)調(diào)。據(jù)說沒經(jīng)過太多討論,就確定了法國作為項目建造地,為了平衡,歐盟將其ITER總部放在了西班牙。之后,歐盟就推薦法國的卡達(dá)拉舍作為ITER項目的建造地,日本則選址在北部青森縣的六所村?!捌叫亩?,兩個地方各有利弊,法國的核電研究水平很高,這是他的優(yōu)勢所在。可卡達(dá)拉舍在馬賽北部約45公里處,距海港還有一段距離,ITER項目有的零部件長達(dá)15米,運輸有一定的困難。日本的選址離海港很近,便于運輸,而且當(dāng)?shù)匾灿幸粋€核處理站,技術(shù)比較先進(jìn)。但由于位置偏北,每年有幾個月冰雪覆蓋,更致命的是那里是地震高發(fā)區(qū),給安全帶來巨大隱患?!蔽渌蓾f。
受當(dāng)年國際形勢影響,選址問題分成爭論不休的兩方:中國和俄羅斯支持歐盟選址。法國曾表示,如果選址日本,將退出“單干”;美國也私下表示,如果法國當(dāng)選,將“考慮第二次退出”。2005年,韓國也加入該計劃的國際談判,布什還致電當(dāng)時的韓國總統(tǒng)盧武鉉,希望他能支持選址日本的方案,這樣就形成了3比3。關(guān)于選址的爭論持續(xù)一年多,直到2005年6月28日,ITER部長級會議在俄羅斯召開,再次討論,六方才達(dá)成一致,將建造地選在法國。不過據(jù)透露,歐盟也承諾將自己承擔(dān)任務(wù)的10%外包給日本,并幫助日本建立一個新的全超導(dǎo)托卡馬克(Tokamak)裝置JT-60SC,同時歐盟支持日本提出的總干事候選人,日本才做出讓步。
按照當(dāng)時的分配,整個項目約需要100億美元,前期建設(shè)以及運行、去活化拆除各占一半,歐盟大約承擔(dān)50%,其他5個成員分別承擔(dān)10%。2006年5月,印度也加入這個計劃?!坝捎谟《纫渤袚?dān)10%,每個國家就將自己承擔(dān)的一部分技術(shù)和資金份額拿出來,而比原計劃多出的部分就作為緊急備用金,用于防止一些突發(fā)事件和預(yù)算超支。”羅德隆表示。果然,2007年12月,美國國會取消了2008年對ITER項目的預(yù)算,卻增加了9350萬美元資助本國的3個中小型聚變實驗建設(shè)。
2006年5月24日,七方的科技部長代表各國政府草簽了《成立ITER國際組織聯(lián)合實施ITER計劃的協(xié)定》和《給ITER國際組織以特權(quán)與豁免的協(xié)定》,關(guān)于場址選擇、各國權(quán)利和義務(wù)以及材料設(shè)備采購及分配的談判才最終結(jié)束。
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