編譯 苦山

國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）是一個跨國項目，旨在建造一個巨大的托卡馬克反應(yīng)堆，以實現(xiàn)讓聚變等離子體燃燒。甚至早在2022年發(fā)現(xiàn)組件缺陷前，該項目就已面臨多年的推遲和成本增加。然而，項目官員表示，他們可能要到2024年底才能對推遲時長和額外成本做出估計。

ITER項目的發(fā)言人拉班 ? 科布倫茨（Laban Coblentz）稱，內(nèi)部估計表明，ITER的完成時間可能會自2025年延期35個月，2025年是該項目在2016年項目基線中設(shè)想的機器投產(chǎn)時間。他表示，內(nèi)部也討論過更短的延誤時間估計，但“這些數(shù)字均非官方，也不可靠”。2020年，項目負責(zé)人首次警告說，2025年的啟動日期是無法實現(xiàn)的。

科布倫茨堅稱，在ITER的管理層制定修訂版項目基線，并得到ITER管理機構(gòu)ITER委員會的批準之前，無法提供任何官方的估計數(shù)據(jù)?？撇紓惔谋硎荆骸懊恳晃挥浾摺约懊恳晃焕嫦嚓P(guān)者——都希望得到一個準確的、新的預(yù)期時間表，但評估是復(fù)雜的，因此最簡單的選擇是，引用仔細挑選出的要素并由之推斷出結(jié)論?！?/p>

2022年4月，人們在ITER那23千米長的管道的某些區(qū)域發(fā)現(xiàn)了裂紋，這些管道的作用是將冷卻水引入夾在真空室和周圍超導(dǎo)環(huán)形磁場線圈之間的隔熱層。追查發(fā)現(xiàn)，這些裂紋的產(chǎn)生源于在將管道焊接到隔熱層前未能進行充分的表面處理。大部分的隔熱層部件已經(jīng)被運送到位于法國南部卡達拉舍的ITER所在地。迄今為止已安裝到反應(yīng)堆中的單個真空室部件已在7月份被移除，目前正在進一步拆卸中，以便對缺陷部件進行返工。

2020年，人們發(fā)現(xiàn)了第二個重大缺陷，即在韓國制造的四個真空室部件的焊接表面錯位。在焊接之前，部件表面必須磨平——填補凹陷、磨掉凸起。環(huán)形真空室的其余五個部件還在歐盟內(nèi)部生產(chǎn)中。

科布倫茨表示，對這兩個缺陷的修復(fù)工作已于7月啟動，預(yù)計需要兩年時間完成。但是他和ITER的科學(xué)與運營負責(zé)人蒂姆 ? 魯斯（Tim Luce）說，這項工作可以與機器的組裝并行，不一定會進一步推遲項目進度?！拔覀儾恍枰仁正R九個部件再開始組裝真空容器。我們只需要前三個?！痹谄渌考^續(xù)進行修復(fù)時，組裝序列可以同步進行。

導(dǎo)致延誤的諸多原因

在有待量化的延誤中，大部分要歸因于新冠大流行和相關(guān)的供應(yīng)鏈問題?？撇紓惔谋硎荆送?，諸如磁體和真空容器部件這些首次生產(chǎn)且制造周期長達數(shù)年的組件，在制造它們時遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)也造成了延誤。

延誤的另一個因素將來自為抵消未來風(fēng)險而進行的組件測試。例如，修訂后的計劃要求在安裝環(huán)形磁場線圈前，將它們置于4K溫度的低溫工廠內(nèi)進行測試，而最初的項目基線中并未指定這類測試。

魯斯表示，2022年ITER委員會審查并否決了一份時間表提議——即便它當時未被否決，在發(fā)現(xiàn)制造缺陷后，也會立即變得過時。

ITER 的總干事彼得羅 ? 巴拉巴斯基（Pietro Barabaschi）拒絕了采訪請求，他在新聞稿中承認，維修費用“不會是個微不足道的數(shù)目”。2022年伯納德 ? 比戈（Bernard Bigot）去世后，巴拉巴斯基接任了總干事一職。

ITER的時間表也將受到法國核安全局（ASN）的影響，該局于2022年2月發(fā)布了停止組裝的命令，目前仍然有效。國際原子能機構(gòu)質(zhì)疑ITER的輻射屏蔽是否足夠，同時又擔(dān)心，在反應(yīng)堆坑周圍既有的3米厚混凝土屏蔽基礎(chǔ)上添加新屏蔽設(shè)施，會使反應(yīng)堆的質(zhì)量超過其支撐系統(tǒng)的承載能力。法國核安全局也對真空容器的焊接問題表示了關(guān)注。ITER官員曾希望核安全局在2022年秋天解除對ITER的限制，但核安全局的一位發(fā)言人在6月底表示，ITER尚未對監(jiān)管問題做出令人滿意的回應(yīng)。

作為項目基線重設(shè)工作的一部分，ITER管理層正在計劃壓縮先前的氘實驗開啟時間表。目標是盡可能遵守此前設(shè)定的、在2035年開始進行氚實驗的日期。魯斯說，目前的基線要求在反應(yīng)堆建造完成后啟動“第一等離子體”，以確保真空容器、磁體和其他物理工廠部件正常工作。隨后的計劃是暫停兩年，以便能夠安裝剩余的真空容器部件和額外的加熱系統(tǒng)。只有到那時，才能開始氘實驗。

ITER項目始于美國總統(tǒng)羅納德 ? 里根和蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人米哈伊爾 ? 戈爾巴喬夫在1985年的一次峰會。經(jīng)過多年的設(shè)計努力和有關(guān)地點的談判，最終選址確定在法國，并于2010年開始建造。官員們承認，原定于2025年完工的工程將會有所延誤，但新的時間表要到明年才能出臺

項目官員已決定放棄在真空室內(nèi)壁覆以鈹涂裝的計劃。魯斯表示，盡管用鎢替代鈹?shù)臎Q定有一部分是為了避免工作人員暴露于有毒金屬，但設(shè)計變更的主要原因是為了增加ITER與未來商業(yè)核聚變發(fā)電廠的關(guān)聯(lián)。鎢有望更好地經(jīng)受住高能聚變中子的持續(xù)轟擊。

成本是個謎

作為ITER的東道主成員，歐盟貢獻了ITER成本的45%。ITER的其他合作成員國——中國、印度、日本、俄羅斯、韓國和美國——各貢獻成本的9%。7個合作方貢獻的成本主要以制造好的反應(yīng)堆部件形式體現(xiàn)，由于各方在制造部件背后的勞動力、材料和其他相關(guān)費用均不相同，我們可能永遠無法了解項目的確切成本（以美元或歐元計）。事實上，ITER有自己的貨幣，稱為“ITER計價單位”。

然而，在美國眾議院科學(xué)、空間和技術(shù)委員會的要求下，比戈在2017年做出估計稱，到2035年，也就是氚實驗開始之際，ITER的總成本將達到250億美元。但同年，歐盟估計，到2035年，僅歐盟在該項目中付出的成本就將達到181億歐元（約合196億美元）。據(jù)此推算，如果整個項目都在歐盟內(nèi)進行，那么在此期間ITER的總成本將為410億歐元。2018年，美國能源部估計，如果所有工作都在美國完成，ITER的成本將達到650億美元。這還不包括2025年至2035年試運行和初期試驗期間的運營費用。能源部的估算通常會包含一個龐大的應(yīng)急預(yù)算，而ITER的估算中沒有。

6月13日，在美國眾議院科學(xué)委員會一次有關(guān)核聚變的聽證會上，ITER近來遭遇的挫折被一筆帶過。美國橡樹嶺國家實驗室的ITER美國項目辦公室主任凱瑟琳 ? 麥卡錫（Kathryn McCarthy）在她的證詞中提到了維修的必要性，但在場的立法者都沒有深入討論這個話題。麥卡錫指出，出問題的組件并不是在美國制造的。

2022 年，前眾議院議員杰瑞 ? 麥克內(nèi)尼（Jerry McNerney）在參觀ITER之后引發(fā)了騷動，因為他對科學(xué)委員會的同僚說，有人告訴他，缺陷部件可能會“導(dǎo)致項目終止”。與麥克內(nèi)尼會面過的魯斯表示這是個誤會：一位項目官員告訴麥克內(nèi)尼，如果直到反應(yīng)堆組裝完畢才發(fā)現(xiàn)隔熱層的缺陷，那么維修將變得極其困難。

至少在公開場合，還沒有人呼吁放棄ITER。魯斯表示，他沒看到任何合作成員國退出的跡象。他說：“事實上，倒是出現(xiàn)了積極的跡象?！逼渲兄皇牵绹陀《茸罱呀?jīng)支付了他們的欠款。

根據(jù)一份公報，在6月于卡達拉舍舉行的ITER委員會半年度會議上，成員國“重申了他們對ITER任務(wù)之價值的堅定信念，并決心共同努力找到及時的解決方案，以促進ITER的成功”。

就連美國能源部核聚變項目的前負責(zé)人、長期對托卡馬克反應(yīng)堆持批評態(tài)度的羅伯特 ? 赫希（Robert Hirsch）也說，ITER項目應(yīng)該繼續(xù)下去。“它毫無疑問是會帶來一些好處的?！彼硎?。但是，由于其復(fù)雜性，赫希預(yù)測托卡馬克反應(yīng)堆將永遠不會成為商業(yè)上可行的能源?！癐TER本不應(yīng)該發(fā)生。話雖如此，它已經(jīng)在發(fā)生了。那么在我看來，實際地講，我們不能半途而廢。”

科布倫茨說，ITER對私營核聚變公司的涌現(xiàn)起到了激勵作用?！拔覀冋谧C明，聚變能所需的這些巨大、精確的組件可以在工業(yè)規(guī)模上制造出來，而且我們正在一邊推進項目一邊開發(fā)所需的新技術(shù)。”