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“耗资100多亿欧元，吸引世界顶尖科学家和工程师参加，参与各方人口总和超过全球人口的一半……对于这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目，中国国家主席习近平在安装启动仪式的贺信致辞中说，计划实施以来，中方始终恪守国际承诺，中国企业和科研人员勇挑重担，与国际同行齐心协力，为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。” 地球万物生长所依赖的光和热，源于太阳核聚变反应后释放的能量。而支撑这种聚变反应的燃料氘，在地球上的储量极其丰富，足够人类利用上百亿年。 中国工程院院士李建刚坚信：“在我的有生之年，一定有一盏灯能被聚变之能点亮。这一盏灯，一定要，也只能在中国。” 在位于法国南部卡达哈什的180公顷项目工地，国际热核聚变实验堆（ITER）重达1250吨的杜瓦底座已平稳落位于托卡马克装置基坑内临时支撑上，这意味着ITER主机设备安装拉开序幕。 7月28日，国际热核聚变实验堆计划重大工程安装启动仪式在ITER国际组织总部举行。ITER国际组织总干事评价，这标志着ITER由此前成员国制造零部件的建设阶段正式转换到装置组装阶段。 童谣里唱的“种太阳”，正有望被人类一点点变成现实。他们要通过ITER计划，模仿太阳产生能量的过程——将氢同位素聚合成氦，释放出取之不竭的核聚变能源。 ITER计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望。法国总统马克龙评价，这是“未来的希望”，韩国总统文在寅赞其为“人类历史上最伟大的科学计划”。 耗资100多亿欧元，吸引世界顶尖科学家和工程师参加，参与各方人口总和超过全球人口的一半……对于这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目，中国国家主席习近平在安装启动仪式的贺信致辞中说，计划实施以来，中方始终恪守国际承诺，中国企业和科研人员勇挑重担，与国际同行齐心协力，为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。 加入百亿“入门会费”的俱乐部 地球万物生长所依赖的光和热，源于太阳核聚变反应后释放的能量。而支撑这种聚变反应的燃料氘，在地球上的储量极其丰富，足够人类利用上百亿年。 如果能够制造一个“人造太阳”用来发电，人类就能够彻底实现能源自由。 理想很美好，现实很骨感。 一个最突出的问题是，用什么容器来承载核聚变？ 在地球上利用核聚变能量，要求在人工控制条件下等离子体的离子温度达到1亿摄氏度以上。而目前地球上最耐高温的金属材料钨的熔化温度是3000多度。这意味着，在1亿摄氏度下，找不到盛装如此高温等离子体的容器。 从20世纪50年代开始，我国与国际基本同步，开始了在可控核聚变领域的研究，并于1965年在四川乐山建成了我国核聚变研究基地——西南物理研究所（今中核集团核工业西南物理研究院）。 不同的技术路线此消彼长，最终苏联科学家提出的托卡马克方案异军突起，国际核聚变界的重点研究方向随之转向了托卡马克。 上世纪80年代，作家莫然造访位于四川乐山108级石梯荒山上的中国核聚变研究基地后这样描述：“尽管研究所的房间就像山洞一样，但我们的科学家具有舍己的奉献精神，就在那样的环境中，他们制造出了‘中国环流器一号’，光设计图纸就有3层楼那样高。” 作为我国核聚变领域第一座大科学工程装置，“中国环流器一号”为我国核聚变事业奠定了坚实基础，培养了人才队伍。 上世纪90年代，我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资，换了苏联价值1800万卢布的T-7的半超导托卡马克装置。 在当时经济非常困难的情况下，主要依靠自己力量，对T-7及其低温系统进行了根本性改造。1994年，更名为“HT-7”的大科学装置成功研制，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。 然而，在探索过程中，越来越多国家的科研人员认识到，“人造太阳”科学装置规模大、建设周期长、投资成本高，任何一个国家“关起门来搞建设”都无法解决所有难题，必须“聚四海之气、借八方之力”。 1985年，美苏首脑为此提出了ITER计划。 但在2001年之前，这个强国俱乐部一直将中国拒之门外。当时除了意识形态上的排斥，更主要是因为中国的科研水平还不高。 2001年，由于美国退出，ITER成员国出于分摊经费的考虑，希望扩大参与国的范围。中国借此再次申请加入，2003年，正式以“平等伙伴”身份加入了ITER计划谈判——加入这个高“入门会费”的俱乐部，每个成员国要至少承诺10%的投入，约合人民币100亿元。 当时碳排放问题还没那么紧迫，雾霾和大气污染问题也没有这么严峻。 “中国参与ITER，是向世界凸显中国是负责任、有能力的国家。”2017年，在“ITER十年——回顾与展望”会议上，科技部原部长徐冠华在回忆参加ITER谈判过程时说，“事关国家利益，中国应该积极参与国际高科技俱乐部，不能因为自身原因错失良机。” 2006年，国际热核聚变实验堆（ITER）计划《联合实施协议》签署，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国共七方参与，计划在法国共同建造一个世界上最大的超导托卡马克实验反应堆。 这是中国以平等身份参加的最大国际科技合作项目。其中，中国承担了大概9%的采购包研制任务，包括了磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统、包层第一壁等18个采购包。 “激将法”逼出的创新 对参与谈判的中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆来说，2003年到2006年的日历表上，写满艰难、曲折。“因为这是我国第一次以平等的身份，从一开始设计游戏规则的时候就介入，对我们来说，这是新的尝试，所以每个谈判小组都认真地研究文件，认真考虑如何能够最大化地保护我们的国家利益，每次谈判前都是加班加点去讨论这些议案，讨论如何去制定高案低案，如何去把这个谈判组织好、谈好。” 罗德隆回忆，当时团队的一致意见，首先要拿下超导采购包，因为ITER是磁约束聚变装置，超导材料是非常核心的内容。尽管能不能做出来，当时大家心里没底。 作为世界在建的最大、最复杂的托卡马克装置，ITER体积接近北京天坛祈年殿的尺寸，高30米，直径30米，重达2.3万吨。 虽然我国有多个托卡马克装置，但ITER不是简单放大，而是需要从整体设计、技术和材料等各个方面，解决全新的关键问题。但即使是以往小型托卡马克装置，我国一直使用的也是进口的超导材料。 “自己能做的一定要自己做，自己不能做的想办法通过创新也要自己做。”罗德隆说，这是中国在参与ITER计划中，一直坚持的理念和原则。 ITER需要的这种超导股线，需要在0.8毫米直径内拉出上万根细丝，最关键的是，这样精细的超导线圈，最短长度达1公里。 |
