国际热核聚变实验堆计划进入决定性阶段

2010-7-30 09:12 来源: 科学时报
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  ITER管理委员会在7月28日批准了ITER计划的《基本文件》,并任命了新任总干事。 

  就像预期的那样,经过多方努力,国际热核聚变实验堆(ITER)管理委员会终于在7月28日批准了ITER计划的《基本文件》,这标志着ITER计划进入决定性阶段。这份文件概括地论述了ITER计划的设计、时间表和费用,并批准日本核聚变科学家Osamu Motojima担任新的ITER组织总干事,为这项旨在利用与恒星相同的能量来源的宏伟计划掌舵。

  尽管ITER的最终选址——法国的卡达拉舍——早已尘埃落定,但是其设施建设却由于核聚变科学家在最后的设计变化上角力而拖延下来,同时ITER计划的7个国际参与方——欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度——一直在试图解决如何处理飞速上涨的设备建设开销的问题。

  特别是已经承担了45%的ITER开销的欧盟,正在努力从现有的预算中筹措到足够的经费——其成员国纷纷拒绝额外增加投入的要求。

  尽管《基本文件》得到了批准,但是ITER的成员国依然拒绝向公众透露预估的项目所需全部成本;并且进行总体费用评估也是一件非常苦难的事,这是因为ITER计划的许多设施都是由不同的国家通过以货代款的捐献形式建成的。

  尽管如此,现有的预测表明,在ITER最终建成并实现“最初的等离子体”时——目前估计将于2019年11月完成,它将耗费160多亿欧元。

  国际热核聚变实验堆是为验证全尺寸可控核聚变技术的可行性而设计的,其原理类似太阳发光发热,即在上亿摄氏度的高温条件下,利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出巨大能量,从而为人类提供可持续发展的洁净能源。与其他能源相比,核聚变的原料取自海水,可以说是无穷无尽,同时它还不会产生二氧化碳等温室气体,对环境也几乎没有放射性危害。目前,石油、天然气和煤等化石能源正逐渐枯竭,而人类正在使用的核裂变能以及水能、风能、太阳能和生物能等可再生能源也具有自身的局限性。

  ITER计划将分3个阶段进行:第一阶段从2007年年底开始至2019年,为实验堆建设阶段;第二阶段持续20年,为热核聚变操作实验阶段,其间将验证核聚变燃料的性能、实验堆所使用材料的可靠性以及核聚变堆的可开发性等,为大规模商业开发聚变能进行科学和技术论证;第三阶段历时5年,为实验堆拆卸阶段。实验阶段结束后,各参与方还将同时进行示范堆建设,为最终实现商业堆开发作准备。

  ITER实验堆高度为24米,直径30米,计划产生等离子体的体积为840立方米,维持时间为400秒,聚变能500兆瓦,输出与输入能量比最低为10:1,最高可达到30:1。据专家介绍,这一计划是在业已取得的大量研究成果基础上制定的,成功的可能性非常大。

  2006年5月24日,参与这一计划的七方草签了与该计划有关的一系列合作协议,同年11月签署了ITER条约。2007年10月24日,该条约正式生效,标志着ITER组织正式成立,ITER计划进入正式实施阶段。根据协议,各参与方主要通过实物和资金两种方式为ITER计划作贡献,研究成果各方共享。