法國南部卡達哈什（Cadarache），直通港口的公路已經改造完成。從2014年開始，這條長104公里的道路將經受考驗：很多龐大的部件在港口上岸后，由超重型車組經此運往卡達哈什。

這些部件的龐大名副其實，最重的900噸，最高的10米，最寬的9米，最長的61米。它們將在2019年組裝出國際熱核聚變實驗堆（ITER）。這是人類一項雄心勃勃的科學和工程項目，目的是在地球復制一個小型的太陽。

早在20世紀50年代初，人類已經掌握了核聚變反應。1952年11月1日，美國成功引爆第一枚氫彈。其原理是借助原子彈爆炸時形成的高溫高壓，使得氫的同位素氘和氚聚合成較重的原子核，并釋放出巨大能量，產生驚人的破壞力。不過，這一劇烈的過程無法控制。如今，整整60年過去，人類仍無法像太陽那樣實現持續(xù)可控的熱核聚變。

ITER要完成這一目標。在2012年11月底，ITER組織召開第十一屆理事會的一項重要議題，就是如何追趕進度，因為這個工程比預期進度晚了很多。與會代表都希望加快工程的執(zhí)行進度和尋找其他的挽回辦法。然而，面臨種種困擾的人造太陽，作為可能的人類能源的終極解決方案，前路充滿坎坷。

追趕時間

ITER技術總監(jiān)雷姆·漢賈（Rem Haange）自2011年上任起，就一直在追趕工程時間表，當時工期已經嚴重落后于預定計劃。根據目前的進度計劃，項目將于2020年實現一個重要里程碑，即產生第一束等離子體，這比早先的計劃推遲了近兩年。

延誤首先來自工程設計方案的遲遲未決。由于工程本身的復雜性，很多設計與整個系統息息相關，牽一發(fā)而動全身，造成方案設計耗時較多。

另一個原因是與制造商長期且不順利的談判。例如，ITER組織目前無法明確告訴工程承包商細化的施工內容，導致承包商難以精確核算成本。根據英國《自然》雜志報道，最終的設計方案將在2013年3月完成，但按照預定時間，承包商必須在今年底提交工程合同。

ITER組織采購各種部件的復雜體系還會進一步拖延工期，且其所有決定，不管是工程預算、日程安排，還是技術決策，必須征得所有參與成員的一致同意，這需要相當高的外交技巧。參與ITER計劃的歐盟、中國、日本、美國、俄羅斯、韓國和印度七個國際成員，包括了34個國家、全球一半以上的人口。“ITER不僅是一項技術工程，政治也摻和其中?！睗h賈對《財經》記者說。

在工程建設階段，歐盟大致承擔了總費用的45.5%，其他六國各負擔9.1%。這種責任并非僅出資即可，更多是以實物貢獻。成員各自的執(zhí)行中心共同承擔組件和系統的采購任務，并由其支付費用，然后免費提供給ITER組織。ITER組織只承擔一小部分的配件和系統采購任務，并承擔實驗堆的組裝任務。

這樣做的優(yōu)勢在于，各成員可以共同學習、分享最新科技。ITER組織總干事辦公室傳播事務主任米歇爾·克萊森斯（Michel Claessens）分析稱，“如果ITER成功了，所有成員都能夠在他們自己的國家復制ITER?！?/p>

但顯而易見，這種采購方式增加了項目的復雜性，并直接影響項目進展。ITER組織對此也有準備，在組件制造過程中，采取嚴格的質量監(jiān)控程序，以保證整體協調。

盡管ITER工程的很多部分都面臨延遲，但總體進程并沒有改變。ITER計劃分三個階段進行：第一階段從2007年底至2019年，為實驗堆建設階段；第二階段持續(xù)20年，為熱核聚變實驗階段，其間將驗證核聚變燃料的性能、實驗堆材料的可靠性，以及核聚變堆的可開發(fā)性等，為大規(guī)模商業(yè)開發(fā)聚變能進行科學和技術論證；第三階段歷時五年，為實驗堆拆卸階段。在實驗階段結束后，各參與方還將同時進行示范堆建設，為最終實現商業(yè)堆開發(fā)做準備。

ITER進展遲緩似乎與生俱來。1985年，美國和前蘇聯兩國首腦倡議建造ITER，后由美、蘇、歐、日共同啟動。三年后，1988年才開始概念設計，又用了13年才最終完成工程設計報告。

“我們會盡可能遵照進程計劃?！睗h賈表示，進程計劃的任何改變都需要得到ITER組織理事會的批準。未來，如果確實找不到辦法彌補項目建設的延遲，才會向理事會申請改變進程計劃。

伴隨延遲而來的，是ITER工程預算的不斷攀升。

目前ITER的工程預算已從50億歐元翻了3倍多，達到160億歐元，但反應堆的規(guī)模卻縮水了一半。

成本飆升的外部原因是，自2001年以來，建筑成本、人工等費用顯著增長，其中鋼鐵的價格翻番，水泥的價格甚至翻了兩番。

來自內部的原因則是，ITER組織2007年成立后，對工程設計重新評估，修改了一些設計，建設成本有所增加。據ITER組織提供的數據，工程成本增加了67%。

好在成本的上升并未直接影響項目進程。

新能源之路

ITER在拉丁語中有“道路”之意。在某種程度上，可控熱核聚變也確實被視為能源的終極解決方案。在地球上，最容易實現核聚變反應的是氫的同位素氘和氚。

為了說明核聚變的無限潛力，科學家們總在說：1升海水中所含的氘發(fā)生聚變反應，可釋放出相當于300升汽油燃燒的能量。地球上的海水資源異常豐富，用于產生氚的鋰也有相當大的儲量，這使得核聚變不會遭遇燃料瓶頸。理論上，這將是一種便宜、安全、海量的理想能源。

氘氚聚變反應的產物是穩(wěn)定的氦，沒有放射性廢物，只產生易于處理的短壽命放射性物質，相對傳統的核電站也更安全。因為核電站的反應堆要先期注入大量核燃料，而核聚變是在反應過程中隨用隨加原料，具有更高的安全性。

要想利用這些獨一無二的優(yōu)點，科學家們需要做一些前所未有的工作和創(chuàng)新。

恒星內部的核聚變反應，是由于星球自重產生巨大的引力，把處于等離子態(tài)的氫核壓在一起，相互碰撞，引發(fā)鏈式反應。太陽擁有太陽系全部質量的99.8%，在地球上，無法產生如此大的壓力，只能通過提高溫度來彌補。聚變反應堆的溫度要上億攝氏度，燃料氣體被電離成等離子體后，才能保證原子核有足夠的動能彼此接近，并發(fā)生碰撞。

同時，還要實現充分的約束。將高溫等離子體控制在高密度狀態(tài)，維持足夠長的時間，以便充分地發(fā)生聚變反應，直至無需再從外界輸入能量，這一過程被稱為“聚變點火”。要實現聚變點火，必須達到一定的約束時間。

科學家已找到兩條途徑來實現這種約束：磁約束和慣性約束。從研究進展看，這兩種約束方式很難說哪種更具明顯優(yōu)勢，而且都面臨著不同的難題。由于在慣性約束中使用的大功率激光器還可用于核武器研究和基礎科學研究，有能力開展研究的國家都傾向于自主研發(fā)。如美國的國家點火裝置（NIF）和中國的神光Ⅲ裝置，都屬于慣性約束。

ITER選擇的是磁約束，主要利用大電流產生強磁場。被稱為托卡馬克的裝置是現在完成磁約束最成熟的構形，要想實現“點火”，就要建造一個全超導托卡馬克裝置，這是第一步。

下一步就要讓輸出的能量超過輸入的能量，以獲得凈聚變能。ITER的設計總聚變功率為50萬千瓦，如果一切按照計劃進行，科學家們將用5萬千瓦的啟動功率，制造出50萬千瓦的功率，能量增益達10倍之多。

此前最好的實驗結果，是1997年位于英國的歐洲聯合環(huán)（JET）創(chuàng)造的，其輸入2.5萬千瓦的功率， 輸出只有1.6萬千瓦，尚不能達到輸入功率。JET的工程規(guī)模是ITER的二分之一。

“一定不能忘記ITER只是一個實驗！” 漢賈表示，ITER或許是迄今為止人類所嘗試過的最復雜、最具挑戰(zhàn)性的實驗。

中國的考量

像核聚變這樣的研究，任何一個國家都很難獨立完成，它遠比傳統的核反應堆困難得多。

各國政府愿意共同出資參與ITER計劃，這與建造、運行ITER的科學和工程技術基礎密不可分，通過國際合作，能夠集中全世界核聚變領域最好的科學家和工程師，而且可以共同分擔風險。

2003年1月，中國政府正式批準了加入ITER計劃談判進程。然而，部分中國科學家激烈反對，以中國科學院數學物理學部為主的40多名院士上書中央，反對中國加入ITER，主要理由是經費投入過于巨大，當時中國加入的話，要承擔的費用超過10億美元。

贊成者卻認為，中國對ITER項目的投入，70%將會以國內制造的部件來支付，還有10%則由中方派出人員折算。這樣核算下來，中國真正需要支付外匯的部分僅占20%，且ITER建設周期長達十年，分批支付，也不算特別昂貴。況且，該計劃在理論上的不確定性已逐步消除，可以依賴的科學基礎相對穩(wěn)固。

從上世紀70年代開始，中國就以托卡馬克為主要研究途徑，先后建造了30多臺核聚變實驗裝置，積累了較多的經驗。2006年建成的全球首個全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），把等離子放電持續(xù)時間提高到1000秒，大大超過此前幾十秒的裝置。

2005年6月，中、歐、日、韓、俄、美六方共同簽署了《ITER場址聯合宣言》，確定將ITER場址設在卡達哈什。2006年5月，在ITER計劃聯合實施協定正式簽署的前夕，印度火線加入。這印證了從國際主流決策看，ITER是受歡迎的。

中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心副主任丁明勤曾這樣描述中國加入ITER項目的好處：“以10%的投入，享受100%的知識產權”。

ITER項目的基本原則是各成員相互分享新增知識產權，不在成員之外的第三國傳播。同時，也要尊重各成員的原有知識產權，可以通過談判商定。

中國能否享受100%的知識產權，還要視具體情況而定。一位參與ITER項目的資深專家分析稱，現在大部分組件都是分頭采購，供貨方可以直接宣稱，其提供的設備組件具有專利。這就無法免費共享了。

ITER工程的組件被拆分成22個采購包，共97個子包，中國承擔了其中12個子包的制造任務，預計研制費和加工費達40億元。完成這些采購包，有利于提高中國在超導、稀有金屬材料、高溫高電壓等眾多領域的研究開發(fā)和制造能力。

中方有20個人在ITER組織任職，所占比例僅5%，總數最少。中國工程院院士、中國科學院等離子體物理研究所研究員萬元熙曾表示，在ITER組織中，三分之二以上的核心科學、工程技術和技術管理領域幾乎沒有中國人任職，這必將影響到中國的權益。

能夠投入到項目中的人才，一朝一夕無法培養(yǎng)出來。其中，物理和工程技術方面的人才更缺乏。中國科學院院士、北京大學應用物理與研究中心主任賀賢土告訴《財經》記者，除了加強自主培養(yǎng)，短期內的扭轉方法就是海外引進。

2007年出臺的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，中國在核電發(fā)展戰(zhàn)略方面將實行“三步走”，即熱中子反應堆、快中子反應堆、受控核聚變堆。

ITER的成功與否與第三步受控核聚變堆息息相關。即便ITER取得滿意結果，還要再經過示范堆和原型堆核電站階段的驗證，因此，最樂觀地估計是，聚變能的商業(yè)化應用也在本世紀中葉或稍晚才有可能實現。

這樣的觀點在30年前就有，說是“30年內核聚變能夠商用”，現在，仍然說是下一個30年。

不過，如果回顧一下人類在過去幾十年內取得的重大科技進步，又會重拾信心?！斑@個計劃聚集了科技領域最聰明的人，我們一定會實現既定目標?！?漢賈說。