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霍裕平:人类开发新能源的宏伟计划
  文章来源: 发布时间:2006-12-22 【字号: 小  中  大   

  嘉 宾:霍裕平院士

  策 划:李存富 中国科学院网站总编

  主持人:潘 锋 科学时报主任记者

  嘉宾简介:

  物理学家。湖北黄冈人。1959年毕业于北京大学物理系。郑州大学教授。长期从事理论物理研究工作,重要论文有《稀土离子对铁磁共振的影响》、《用光学方法实现一般线性变换》、《等离子体的静态稳定性》等,并发表专著《非平衡态统计物理》。自1982年起,任中国科学院等离子体物理研究所所长与合肥分院院长,长期领导中科院核聚变研究工作,并参与领导国家的核聚变研究。领导和组织了我国大型超导托克马克HT-7的建设,并是国家重大科学工程HT-7U计划的主要建议者。国家“973”计划专家顾问组成员,ITER计划中国专家委员会首席科学家。1993年当选为中国科学院院士。

  主持人:11月21日,参加国际热核聚变实验反应堆计划(简称国际热核计划,英文缩写ITER)的欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度的7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。国际热核聚变实验反应堆计划由占世界人口一半左右的7个伙伴决定联合起来,组成一个伟大的科学团队,是人类历史上的一个创举。 

  今天,我们十分高兴地请来了中国科学院院士、郑州大学霍裕平教授为我们介绍一下国际热核聚变实验反应堆计划的基本情况,和我国参加这一大的国际科学工程的意义。霍裕平院士现在是国际热核聚变实验反应堆计划中国专家委员会首席科学家。

  主持人:您好:霍裕平院士。不久前,我国与其它六国在法国签署了国际热核聚变实验反应堆计划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。请您简单介绍一下当时的情况。

  嘉宾:我很有幸能够参加这样一个重大的国际科学合作协议的签字仪式。ITER计划在人类科学发展史上,特别是核能的和平利用上有着非常重要的意义,这也是国际上首个由七个国家或组织以平等的身份共同组织实施的一个大科学计划,其目标是为了彻底地解决人类能源的需求。ITER计划得到了七个成员国政府首脑的关心和支持,中国国家主席胡锦涛同志曾多次对我国参加该计划给予指示,而美国布什总统则亲自宣布美国参加ITER计划,出席签字仪式的基本上是各个国家科技主管部门的负责人。

  签字仪式是在法国巴黎爱丽舍宫举行的,法国总统希拉克亲自主持了仪式并致开幕词。中国科技部部长徐冠华同志在签字仪式上第一个被邀请发言,徐冠华部长在发言中就中国为什么参加ITER计划,以及我国未来科技发展规划和政策等发表了演讲,他的演讲受到与会来宾的热烈欢迎。演讲结束后,希拉克总统还专门就中国重视科学和技术的发展发表了热情洋溢的讲话,这一点我的印象是非常深的。说明我们国家现在在世界上,特别是在国际科技界地位正在提高,中国参加ITER计划也正是说明了这一点。

  主持人:多国合作联合实施ITER计划的目的是什么? 

  嘉宾:ITER计划是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。 ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。在全世界都对人类能源、环境、资源前景等问题予以高度关注的今天,各国坚持协商、合作的精神,搁置诸多的矛盾和利害冲突,最终达成了各方都能接受的协议,并开始合力建设世界上第一座聚变实验堆。我国是一个持续高速发展的发展中大国,能源问题日益突出,因而长期以来对有可能彻底解决能源问题的核聚变能研究作了力所能及的安排,对国际上有关ITER计划的讨论一直给予高度关注。

  简单地讲ITER计划是要建一个聚变实验堆,而这个聚变实验堆的目标就是要检验将来和平利用聚变能的科学和工程的可行性,因此如果ITER计划能够取得成功话,其意义在于不仅仅是建成了一个ITER装置,更重要的是人们可以利用在ITER取得的研究成果和经验,将有助于帮助我们建造一个用聚变发电的一个示范反应堆,示范堆的顺利运行将有可能使核聚变能商业化,因此ITER计划是人类研究和利用聚变能的一个重要转折。应当看到,ITER计划同样也存在一定的风险。正是因为如此,所以各个国家最后才以协商一致的方式决定共同承担风险来开发这么一个宏大的科学计划。

  参加ITER计划的七方里面有六方是国家,另一方是欧盟,欧盟代表了现在所有的欧盟的成员,还包括瑞士在里面;加上俄罗斯、中国、印度、美国、韩国、日本,总人口大约占世界的一半以上,并且是几乎囊括了所有的核大国。ITER计划是一次人类共同的一个科学探险。

  ITER计划装置和它建成以后的实验的费用现在估计大概至少需要100亿欧元以上,这不是一个小数字。各国共同出资参与ITER计划,不仅是共同承担风险,而且也能更好地集中全世界在这方面最好的科学家和最好的工程师,并且在政治上体现了各国在开发未来能源上的坚定的立场。我举个例子,比如中国参加ITER计划不仅体现了中国对未来能源的关心,同时中国的参加也推动了美国的再参加,之后韩国、印度也陆续参加进来了,成为一个大的国际科学工程,集中了全球顶尖科学家的智慧,因此ITER计划绝对不仅仅是大家共同出钱建一个装置的事情。

  霍裕平院士作客中国科学院网站,畅谈人类开发新能源的宏伟计划 

  主持人:请您介绍一下裂变与聚变有什么不同?聚变能是如何产生的?

  嘉宾: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。聚变能是人类最终解决能源问题的可能途径之一,当然也不是惟一的。裂变能也是解决人类能源的一个方面,也是今后的发展方向之一。但是裂变能主要是中子打在重核上面,像铀235,或者是钋,使得这些重的原子核产生分裂,在分裂变的同时也放出能量,放出中子,这些中子再引起其他重原子核的分裂,这样一个过程最典型的例子就原子弹。

  以裂变原理为基础的原子能反应堆和原子能电站近年来发展迅速,目前全世界发电量中大概有20%左右是核能,核能今后还会进一步发展,但也需要解决利用核能方面所遇到的科学问题。比如,高放射性核废料问题。裂变反应的产物像有些锕系元素是呈放射性的,有的寿命长到几百万年。目前对于裂变堆产生的高放射废料还没有很好的解决办法,放射性高放射废料的出现,是重要的一个问题,现在有人建议把它放到地下比较深的结实的岩层里面去,但是所有的天然岩层都是有裂缝的,安全性问题不容忽视。另外,如何保证充足的资源也是一个问题。现在的压水堆大概一个堆全寿命中需要大约一万吨铀资源,对资源的需求量都是将来要考虑的一个问题。

  "裂变能"是重原子核在中子打击下分裂放出的。聚变则是两个轻原子核聚合反应放出"核聚变能",也就是宇宙间所有恒星(包括太阳)释放光和热及氢弹的能源。人类已经能控制和利用核裂变能,但由于很难将两个带正电核的轻原子核靠近从而产生聚变反应,控制和利用核聚变能则需要历经长期的、非常艰苦的研发历程。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。 

  氘氚核聚变反应也可以释放巨大能量。氘在海水中储量极为丰富,一公升海水里提取出的氘,在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量;氚可在反应堆中通过锂再生,而锂在地壳和海水中都大量存在。氘氚反应的产物没有放射性,中子对堆结构材料的活化也只产生少量较容易处理的短寿命放射性物质。聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物,不释放温室效应气体。再考虑到聚变堆的固有安全性,可以说,聚变能是无污染、无长寿命放射性核废料、资源无限的理想能源。受控热核聚变能的大规模实现将从根本上解决人类社会的能源问题。 

  以聚变原理制造的聚变反应堆其放射性是很弱的,如果用氚的话,氚的放射性寿命也是很短的,所以对于聚变反应堆来说没有高放射性核废料,也基本上没有爆炸的问题。另外氘和氚都可以从海水当中提取,取之不竭,燃料的来源是无穷尽的。

  主持人:在聚变反应研究过程中都需要解决哪些重要科学问题?

  嘉宾:从20世纪40年代末开始,美国、苏联等就已经开始了聚变的研究。有了氢弹以后,人们就很想实现聚变能,开始很长一段时间里对于聚变能实现的难度,科学家和人类的认识是很不够的,积累投资了数百亿美元,但做出的很多承诺后来都没有实现。主要难题我想大概有下面几个。

  ITER总部所在地

  第一个问题是,考虑到氘和氚原子核能产生聚变反应的条件,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一亿度以上。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已完全脱开,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"。因此,实现"受控热核聚变"首先需要解决的问题是用什么方法及如何加热气体,使得等离子体温度能上升到百万度、千万度、上亿度。怎么把它加热到上亿度,是研究中碰到的第一个最大的问题。

  第二个问题是在几十万度、几百万度的高温条件下,怎么能够把这些等离子体约束在一个“笼子”里面,防止高温等离子体逃逸或飞散,让这些原子核能够充分的产生聚变反应。简单解释一下,聚变是把两个带电的原子核要碰到一起去,所以当把氘和氚的气体放在一起时,必须加热到一亿度以上的高温,才能产生显著的聚变反应,而不是通常所说的冷聚变,只产生少量的1000个或10000个中子的低能量。我们说的聚变能,应该能每秒产生10的20次方个中子,要产生这么多中子的聚变反应,需要氘和氚气体的温度在一亿度以下,怎么把一亿度的高温气体约束起来,让它能够充分反应,这是聚变研究最困难的问题之一。具有闭合磁力线的磁场(因为带电粒子只能沿磁力线运动)是一种最可能的选择。对不同设计出的"磁笼"中等离子体运动行为及防止逃逸的研究(即所谓稳定性研究),成为实现受控热核聚变的第二个难点。为了约束这些一亿度的气体,人类为此工作了50年,现在基本上解决了等离子体的约束问题。

  第三个难题是,如果要使高温等离子体中核聚变反应能持续进行,上亿度的高温必须能长时间维持,不论靠聚变反应产生的部分能量,或外加部分能量。或者可以说,等离子体的能量损失率必须比较小。因此需要解决的问题是,一定要让高温的等离子体能够稳定,并且传热比较少、保温比较好,这个问题也是聚变研究很突出的问题。

  20世纪90年代,在欧洲、日本、美国的几个大型托克马克装置上,聚变能研究取得突破性进展。不论在等离子体温度、在稳定性及在约束方面都已基本达到产生大规模核聚变的条件。初步进行的氘-氚反应实验,得到16兆瓦的聚变功率。可以说,聚变能的科学可行性已基本得到论证,有可能考虑建造"聚变能实验堆",创造研究大规模核聚变的条件。正是由于过去的50年聚变研究解决了一些重要的科学问题,现在才有可能提出来建造一个实验堆,看看是不是在科学上和工程上都是能够实现聚变能这样一个目标。但是从建造一个聚变堆来说,这个问题还远不止这个,建设一个连续运行的聚变反应堆还需要解决加料、排废、避免杂质、中子带出能量到包层、产氚及返送以及由于聚变反应产生大量带电氦原子核对等离子体的影响等一系列科学和工程上的难题。

  主持人:请您介绍一下国际热核聚变实验堆(ITER)计划的发展历程?

  嘉宾:由于聚变能的研究不仅关系到最终解决人类能源问题,而且还涉及众多最先进且非常敏感的技术,因此,ITER计划的形成除与科学技术本身的发展有关外,还始终与主要大国在政治和外交方面的考虑分不开。

  1985年,作为结束冷战的标志性行动之一,前苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根在日内瓦峰会上倡议,由美、苏、欧、日共同启动"国际热核聚变实验堆(ITER)"计划。ITER计划的目标是要建造一个可自持燃烧(即"点火")的托克马克核聚变实验堆,以便对未来聚变示范堆及商用聚变堆的物理和工程问题作深入探索。 

  最初,该计划仅确定由美、俄、欧、日四方参加,独立于联合国原子能委员会(IAEA)之外,总部分设美、日、欧三处。由于当时的科学和技术条件还不成熟,四方科技人员于1996年提出的ITER初步设计很不合理,要求投资上百亿美元。1998年,美国出于政治原因及国内纷争,以加强基础研究为名,宣布退出ITER计划。欧、日、俄三方则继续坚持合作,并基于上世纪90年代核聚变研究及其他高新技术的新发展,大幅度修改实验堆的设计。2001年,欧、日、俄联合工作组完成了ITER装置新的工程设计(EDA)及主要部件的研制,预计建造费用为50亿美元(1998年价),建造期8至10年,运行期20年。其后,三方分别组织了独立的审查,都认为设计合理,基本上可以接受。 2002年,欧、日、俄三方以EDA为基础开始协商ITER计划的国际协议及相应国际组织的建立,并表示欢迎中国与美国参加ITER计划。

  虽然1998年美国退出了ITER计划,但欧盟、日本、俄罗斯一直坚持下去了。到2001年基本完成了一个现在的设计,这个设计大致需要40亿-50亿美元。在这个基础上他们考虑进一步推进ITER计划很重要的是中国和美国参加。也正是在这个时期,我国科技部通过调研和分析也认为中国应该参加ITER计划。2002年底,科技部致函原来三方表示中国愿意参加ITER计划协商,如果承诺如果谈判成功的话中国要做10%的贡献,另外中国也不提出新的厂址,中国也不修改原设计,只是参加进去协商。中国于2003年1月初正式宣布参加协商,其后美国在1月末由布什总统特别宣布重新参加ITER计划,韩国在2005年被接受参加ITER计划协商,印度于2006年加入ITER协商。最终,七个成员国政府于2006年5月25日草签了建设ITER的国际协定。目前国际组织正在组建,总干事和副总干事人选已确定。还有一些国家也正在考虑参加ITER计划。 

  法国地图标示的ITER总部所在地

  主持人:ITER装置为什么最后选择在法国建造?

  嘉宾:ITER装置选址比较复杂,确定选址既有技术方面的原因,也有政治方面的原因。在技术方面我们国家一直强调要按照技术优先的原则来选,但有的国家并不完全同意。

  2003年2月19日,国际热核聚变实验堆计划参与各方在俄罗斯圣彼得堡作出决定,将于2013年前建成世界上第一个热核反应堆,地点将在西班牙、法国、加拿大和日本4处候选地址中选择。经过多轮较量,西班牙和加拿大退出,日本提出的在青森县六所村和法国提出的在南部马赛附近的卡达拉奇建造这个热核反应堆的方案脱颖而出,成为最终入围的两个候选地址,这两个候选地址各有特色,分别得到国际热核聚变实验堆计划不同参与方的支持。 

  日本提出的理由是,其修建地点靠近港口,并离一个美国军事基地很近。日本政府并且表示愿意承担国际热核聚变实验堆计划30%的费用。法国政府则强调,卡达拉舍有着现成的研究设施,那里的气候条件更好。在这场引人注目的争论之中,美国、日本和韩国主张在日本六所村修建,而欧盟、俄罗斯和中国支持在法国修建。

  我们认为,法国的卡达拉奇至少在某些方面比六所村要好,特别是在地震方面。因为日本在北海道附近的地震是非常频繁的,我们请了中国地震局的专业同志对卡达拉奇附近的地震情况和六所村地震情况做了详细的分析。法国的卡达拉奇本来就是法国的原子能研究中心,已经具有很多技术优势;周围的环境也是可以的。虽然它不靠海边,大的部件运输有一点困难,但是法国方面承诺会改造一条公路,使ITER大的部件制造好了以后从港口顺利运进。2004年1月29日,中国外交部发言人章启月在例行的记者招待会上表示,中国支持法国建设国际热核聚变堆项目。以上六方于2005年6月签订协议,一致同意把ITER建在法国核技术研究中心Cadarache,从而结束了激烈的"选址大战"。 

  主持人:中国为什么要参加这个ITER计划?

  嘉宾:我国政府长期以来都非常重视国家能源问题,解决能源问题可以说是在农业问题基本解决以后的最重要问题了。 我国是一个能源大国,在本世纪内每年的能耗都将是数十亿吨标煤。由于条件限制,在长时间内我国能源生产都将以煤为主,所占比例高达70%。考虑到我国社会经济的长期可持续发展,我们必须尽快用可靠的非化石能源(如核裂变或核聚变能、太阳能、水能等)来取代大部分煤或石油的消耗。因此,必然应该在能力许可范围内积极开展核聚变能的研究,尽可能地参加国际核聚变能的大型合作研发计划(如ITER计划)。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。

  我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初,尽管经历了长时间非常困难的环境,但始终能坚持稳定、逐步的发展,建成了两个在发展中国家最大的、理工结合的大型现代化专业研究所,即中国核工业集团公司所属的西南物理研究院(SWIP)及中国科学院所属的合肥等离子体物理研究所(ASIPP)。为了培养专业人才,还在中国科技大学、大连理工大学、华中理工大学、清华大学等高等院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。 我国核聚变研究从一开始,即便规模很小时,就以在我国实现受控热核聚变能为主要目标。从上世纪70年代开始,集中选择了托克马克为主要研究途径,先后建成并运行了小型CT-6(中科院物理所)、KT-5(中国科技大学)等,在这些装置的成功研制过程中,组建并锻炼了一批聚变工程队伍。我国科学家在这些常规托克马克装置上开展了一系列十分有意义的研究工作。

  我国核聚变研究目前距离发达国家还有很大差距,在装置的规模上,我们跟人家的规模基本上差了一代,因为你在小的装置上,你达到的参数比较低,所以有很多问题,很难直接跟ITER类似聚变堆联系起来。核聚变能的研发对每个大国都是必要的,但又是一个长期、大规模、高投入而且又是高风险的过程。还须经过若干年的努力才能接近"实验堆"建设和研究阶段。如果采取单独建造实验堆,则又须花费上百亿元资金和十数年时间,我国和国际的差距会进一步扩大,大概至少比人家落后20年以上。最后的结果,因为我们都没有知识产权,很可能我们就要大批进口聚变堆。

  我们参加ITER计划,我们承担制造ITER计划的一些部件,同时我们享受ITER计划所有的知识产权,这使得我们有能力完成约定的ITER部件制造任务,为ITER计划作出相应的贡献,并有可能在合作过程中全面掌握聚变实验堆的技术,达到我国参加ITER计划总的目的。通过派中国科学家到ITER工作,可以在那里学到很多有益的经验,包括大型科研的组织管理等,并有可能用比较短的时间使得我们聚变研究的整个知识水平、技术能力得到一个大的提高,到ITER计划结束的时候与其他国家基本接近。再配合国内安排必要的基础研究、聚变反应堆材料的研究、聚变堆某些必要技术的研究等,则有可能在较短时间、用较小投资使我国核聚变能研究在整体上进入世界前沿,为我国自主地开展核聚变示范电站的研发奠定基础,保证20年以后,30年以后,中国的聚变研究能够真正的走到世界前沿,与其他国家水平不相上下。它的标志是什么,标志就是到那个时候,中国具有了独立的设计和建造聚变示范堆的技术力量,和独立的聚变工业发展体系,我认为这也是我们参加ITER计划最主要的一个主要目标。

  第二个目标是,ITER计划是一个高技术和重大技术的一种集成,其中包括了超导技术、大量的信息技术,也包括一些新的像大功率的微波技术,粒子束技术等等,还有先进材料技术,这些技术在很多方面我们跟国际上还存在差距。通过参加ITER计划,我们能够更多地接触到世界先进国家的高技术,从而推动中国高技术研究的发展。

  第三个目标是,尽管就规模和水平来说,我国核聚变能的研究和美、欧、日等发达国家还有不小的差距,但是我们有自己的特点,也在技术和人才等方面为参加ITER计划作了相当的准备。除了装置规模以外,我们的人才队伍也有存在相当大的差距,因此,中国全力的参加ITER国际合作,迅速的提高我们研究的水平,使得我们国家的聚变研究队伍和水平能够适应于将来独立的发展中国聚变能事业的要求,是中国参加ITER计划的一个重要目标,这个目标完全是有可能的实现的。

  参加ITER计划,参加ITER的建设和实验,有助于我们全面掌握ITER的知识和技术,培养一批聚变工程和科研人才,使其成为我国聚变研究的一部分。参加这么大的一个国际科学计划,本身就是培养人最好的一个途径,同时也支持的国内培养人的计划。作为中国来说参加ITER计划也显示了我们国家作为一个核大国对世界前途负责的这么一个态度。我国聚变研究的中心目标,是促使核聚变能在可能的条件下尽早在中国实现。因此,参加ITER计划应该也只能是我国整体聚变能研发计划中的一个重要组成部分。国家将在参加ITER计划的同时支持与之配套或与之互补的一系列重要研究工作,如托克马克等离子体物理的基础研究、聚变堆第一壁等关键部件所需材料的开发、示范聚变堆的设计及必要技术或关键部件的研制等。参加ITER计划将是我国聚变能研究的一个重大机遇。 

  欧洲地图标示的ITER总部所在地

  主持人:ITER装置的构造是怎样的,都计划在ITER上开展哪些研究工作?

  嘉宾:作为聚变能实验堆,ITER要把上亿度、由氘氚组成的高温等离子体约束在体积达837立方米的"磁笼"中,产生50万千瓦的聚变功率,持续时间达500秒。50万千瓦热功率已经相当于一个小型热电站的水平,这将是人类第一次在地球上获得持续的、有大量核聚变反应的高温等离子体,产生接近电站规模的受控聚变能。 

  ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克。其装置中心是高温氘氚等离子体环,其中存在15兆安的等离子体电流,核聚变反应功率达50万千瓦,每秒释放多达1020个高能中子。等离子体环在屏蔽包层的环型包套中,屏蔽包层将吸收50万千瓦热功率及核聚变反应所产生的所有中子。在包层外是巨大的环形真空室。在下侧有偏滤器与真空室相连,可排出核反应后的废气。真空室穿在16个大型超导环向场线圈(即纵场线圈)中。 环向超导磁体将产生5.3特斯拉的环向强磁场,是装置的关键部件之一,价值超过12亿美元。穿过环的中心是一个巨大的超导线圈筒(中心螺管),在环向场线圈外侧还布有六个大型环向超导线圈,即极向场线圈。中心螺管和极向场线圈的作用是产生等离子体电流和控制等离子体位形。上述系统整个被罩于一个大杜瓦中,坐落于底座上,构成实验堆本体。

  在本体外分布4个10兆瓦的强流粒子加速器,10兆瓦的稳态毫米电磁波系统,20兆瓦的射频波系统及数十种先进的等离子体诊断测量系统。整个体系还包括:大型供电系统、大型氚工厂、大型供水(包括去离子水)系统、大型高真空系统、大型液氮、液氦低温系统等。ITER本体内所有可能的调整和维修都是通过远程控制的机器人或机器手完成。ITER装置不仅反映了国际聚变能研究的最新成果,而且综合了当今世界各领域的一些顶尖技术,如:大型超导磁体技术,中能高流强加速器技术,连续、大功率毫米波技术,复杂的远程控制技术等等。 

  再过几年ITER建好以后,我们希望能实现40~50万聚变功率的输出,并能够持续500秒,应该说这是ITER的最关键的目标,也是第一阶段的任务。第二阶段的任务就是要把聚变的状态输出拉长,接近成为稳态。比如说至少要持续几个钟头,即稳态运行。虽然ITER研究中有大量的科学问题,但归根到底都是为这两个目标服务的。

  在ITER上开展的研究工作将揭示这种带有氘氚核聚变反应的高温等离子体的特性,探索它的约束、加热和能量损失机制,等离子体边界的行为以及最佳的控制条件,从而为今后建设商用的核聚变反应堆奠定坚实的科学基础。对ITER装置工程整体及各部件,在50万千瓦聚变功率长时间持续过程中产生的变化及可能出现问题的研究,不仅将验证受控热核聚变能的工程可行性,而且还将对今后如何设计和建造聚变反应堆提供必不可少的信息。 ITER的建设、运行和实验研究是人类发展聚变能的必要一步,有可能直接决定真正聚变示范电站(DEMO)的设计和建设,并进而促进商用聚变电站的更快实现。 

  ITER计划 1998年测算需要经费大约是40亿美元,将来可能还会再多一点。具体承担的比例是,欧盟选址选在法国,所以欧盟联合出50%,这也是合理的。其它各国美国、俄罗斯、日本、中国、韩国各分担10%,这样的总共是100%,印度后来加入进来,也要承担相应的10%。根据协议,中国贡献中的70%以上由我国制造所约定的ITER部件折算,10%由我国派出所需合格人员折算,需支付国际组织的外汇不到20%。 

  主持人:很多人都习惯把现有的聚变研究装置称为“小太阳”,您认为这种说法准确吗?

  嘉宾:前一段由于合肥EAST的建成,在国际、国内都产生了很好的影响。但国内也出现了一些误解。我认为,现在我们所有的这些聚变装置,包括合肥的装置和其他国家的装置,都无法产生聚变反应的或者是产生很少的聚变反应。太阳一个最大的标志就是它要不断的把聚变能放出来,从这个意义上来说,是不能把现在这些装置叫做“小太阳”的。“小太阳”最基本的要求就是要放出能量,哪怕少一点,但不能少到就剩下几个毫瓦。至少要能够持续施放一万千瓦的才可以叫“小太阳”吧。

  在这方面我觉得我们有些同志也许不够冷静,为了普及宣传自己的重要性过多地强调了这一点,使得媒体也给公众造成了一些误解。“小太阳”的出现使得国际科学家多少有点觉得不可理解,国际同行不可理解这一提法是个什么意思。不管怎么说,我想借这个机会,能够澄清一下这个问题。从任何意义上来讲,我们的科学家和媒体有责任让公众们了解到,人类利用聚变能还需要付出相当长远的努力,即使是ITER在十几年、二十年后建成了,还要经过一二十年的实验,如果都比较顺利,才有可能去建造一个示范堆,示范堆运行比较好以后再建商用堆。因此商用堆的出现至少还是50年以后的事。因此不能误导公众,让他们认为现在都有“小太阳”了。现在的国内外聚变装置进一步发展,将来很有可能建成为小太阳,但现在就把它们叫做“小太阳”,那是不合适的。

  主持人:由于时间的关系,我们的访谈今天就进行到这里。最后我们感谢霍裕平院士做客“科学在线”, 并希望以后能继续有机会邀请您到这里来,为我们介绍"国际热核聚变实验堆(ITER)"的研究进展情况。谢谢霍裕平院士。

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