中方首席科學(xué)家談人類開發(fā)新能源的宏偉計(jì)劃.doc

中方首席科學(xué)家談人類開發(fā)新能源的宏偉計(jì)劃2010年06月23日 17:08來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院 分享到：更多 0人參與0條主評(píng)論 0條評(píng)論0條總評(píng)論 嘉賓：霍裕平院士策劃：李存富 中國(guó)科學(xué)院網(wǎng)站總編主持人：潘鋒 科學(xué)時(shí)報(bào)主任記者嘉賓簡(jiǎn)介：物理學(xué)家。湖北黃岡人。1959年畢業(yè)于北京大學(xué)物理系。鄭州大學(xué)教授。長(zhǎng)期從事理論物理研究工作，重要論文有稀土離子對(duì)鐵磁共振的影響、用光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)一般線性變換、等離子體的靜態(tài)穩(wěn)定性等，并發(fā)表專著非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)物理。自1982年起，任中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所所長(zhǎng)與合肥分院院長(zhǎng)，長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)中科院核聚變研究工作，并參與領(lǐng)導(dǎo)國(guó)家的核聚變研究。領(lǐng)導(dǎo)和組織了我國(guó)大型超導(dǎo)托克馬克HT-7的建設(shè)，并是國(guó)家重大科學(xué)工程HT-7U計(jì)劃的主要建議者。國(guó)家“973”計(jì)劃專家顧問組成員，ITER計(jì)劃中國(guó)專家委員會(huì)首席科學(xué)家。1993年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。主持人：11月21日,參加國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃（簡(jiǎn)稱國(guó)際熱核計(jì)劃，英文縮寫ITER）的歐盟、中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯和印度的7方代表,在法國(guó)總統(tǒng)府正式簽署了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)協(xié)定及相關(guān)文件，全面啟動(dòng)了世界矚目的人類開發(fā)新能源的宏偉計(jì)劃。國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃由占世界人口一半左右的7個(gè)伙伴決定聯(lián)合起來(lái)，組成一個(gè)偉大的科學(xué)團(tuán)隊(duì)，是人類歷史上的一個(gè)創(chuàng)舉。今天，我們十分高興地請(qǐng)來(lái)了中國(guó)科學(xué)院院士、鄭州大學(xué)霍裕平教授為我們介紹一下國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃的基本情況，和我國(guó)參加這一大的國(guó)際科學(xué)工程的意義?；粼Ｆ皆菏楷F(xiàn)在是國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃中國(guó)專家委員會(huì)首席科學(xué)家。主持人：您好：霍裕平院士。不久前，我國(guó)與其它六國(guó)在法國(guó)簽署了國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃聯(lián)合實(shí)驗(yàn)協(xié)定及相關(guān)文件，全面啟動(dòng)了世界矚目的人類開發(fā)新能源的宏偉計(jì)劃。請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下當(dāng)時(shí)的情況。嘉賓：我很有幸能夠參加這樣一個(gè)重大的國(guó)際科學(xué)合作協(xié)議的簽字儀式。ITER計(jì)劃在人類科學(xué)發(fā)展史上，特別是核能的和平利用上有著非常重要的意義，這也是國(guó)際上首個(gè)由七個(gè)國(guó)家或組織以平等的身份共同組織實(shí)施的一個(gè)大科學(xué)計(jì)劃，其目標(biāo)是為了徹底地解決人類能源的需求。ITER計(jì)劃得到了七個(gè)成員國(guó)政府首腦的關(guān)心和支持，中國(guó)國(guó)家主席胡錦濤同志曾多次對(duì)我國(guó)參加該計(jì)劃給予指示，而美國(guó)布什總統(tǒng)則親自宣布美國(guó)參加ITER計(jì)劃，出席簽字儀式的基本上是各個(gè)國(guó)家科技主管部門的負(fù)責(zé)人。簽字儀式是在法國(guó)巴黎愛麗舍宮舉行的，法國(guó)總統(tǒng)希拉克親自主持了儀式并致開幕詞。中國(guó)科技部部長(zhǎng)徐冠華同志在簽字儀式上第一個(gè)被邀請(qǐng)發(fā)言，徐冠華部長(zhǎng)在發(fā)言中就中國(guó)為什么參加ITER計(jì)劃，以及我國(guó)未來(lái)科技發(fā)展規(guī)劃和政策等發(fā)表了演講，他的演講受到與會(huì)來(lái)賓的熱烈歡迎。演講結(jié)束后，希拉克總統(tǒng)還專門就中國(guó)重視科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展發(fā)表了熱情洋溢的講話，這一點(diǎn)我的印象是非常深的。說(shuō)明我們國(guó)家現(xiàn)在在世界上，特別是在國(guó)際科技界地位正在提高，中國(guó)參加ITER計(jì)劃也正是說(shuō)明了這一點(diǎn)。主持人：多國(guó)合作聯(lián)合實(shí)施ITER計(jì)劃的目的是什么？嘉賓：ITER計(jì)劃是目前全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際科研合作項(xiàng)目之一。 ITER計(jì)劃的實(shí)施結(jié)果將決定人類能否迅速地、大規(guī)模地使用聚變能，從而可能影響人類從根本上解決能源問題的進(jìn)程。在全世界都對(duì)人類能源、環(huán)境、資源前景等問題予以高度關(guān)注的今天，各國(guó)堅(jiān)持協(xié)商、合作的精神，擱置諸多的矛盾和利害沖突，最終達(dá)成了各方都能接受的協(xié)議，并開始合力建設(shè)世界上第一座聚變實(shí)驗(yàn)堆。我國(guó)是一個(gè)持續(xù)高速發(fā)展的發(fā)展中大國(guó)，能源問題日益突出，因而長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)有可能徹底解決能源問題的核聚變能研究作了力所能及的安排，對(duì)國(guó)際上有關(guān)ITER計(jì)劃的討論一直給予高度關(guān)注。簡(jiǎn)單地講ITER計(jì)劃是要建一個(gè)聚變實(shí)驗(yàn)堆，而這個(gè)聚變實(shí)驗(yàn)堆的目標(biāo)就是要檢驗(yàn)將來(lái)和平利用聚變能的科學(xué)和工程的可行性，因此如果ITER計(jì)劃能夠取得成功話，其意義在于不僅僅是建成了一個(gè)ITER裝置，更重要的是人們可以利用在ITER取得的研究成果和經(jīng)驗(yàn)，將有助于幫助我們建造一個(gè)用聚變發(fā)電的一個(gè)示范反應(yīng)堆，示范堆的順利運(yùn)行將有可能使核聚變能商業(yè)化，因此ITER計(jì)劃是人類研究和利用聚變能的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折。應(yīng)當(dāng)看到，ITER計(jì)劃同樣也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。正是因?yàn)槿绱?，所以各個(gè)國(guó)家最后才以協(xié)商一致的方式?jīng)Q定共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)開發(fā)這么一個(gè)宏大的科學(xué)計(jì)劃。參加ITER計(jì)劃的七方里面有六方是國(guó)家，另一方是歐盟，歐盟代表了現(xiàn)在所有的歐盟的成員，還包括瑞士在里面；加上俄羅斯、中國(guó)、印度、美國(guó)、韓國(guó)、日本，總?cè)丝诖蠹s占世界的一半以上，并且是幾乎囊括了所有的核大國(guó)。ITER計(jì)劃是一次人類共同的一個(gè)科學(xué)探險(xiǎn)。ITER計(jì)劃裝置和它建成以后的實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用現(xiàn)在估計(jì)大概至少需要100億歐元以上，這不是一個(gè)小數(shù)字。各國(guó)共同出資參與ITER計(jì)劃，不僅是共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，而且也能更好地集中全世界在這方面最好的科學(xué)家和最好的工程師，并且在政治上體現(xiàn)了各國(guó)在開發(fā)未來(lái)能源上的堅(jiān)定的立場(chǎng)。我舉個(gè)例子，比如中國(guó)參加ITER計(jì)劃不僅體現(xiàn)了中國(guó)對(duì)未來(lái)能源的關(guān)心，同時(shí)中國(guó)的參加也推動(dòng)了美國(guó)的再參加，之后韓國(guó)、印度也陸續(xù)參加進(jìn)來(lái)了，成為一個(gè)大的國(guó)際科學(xué)工程，集中了全球頂尖科學(xué)家的智慧，因此ITER計(jì)劃絕對(duì)不僅僅是大家共同出錢建一個(gè)裝置的事情。嘉賓：國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆的原理類似太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱，即在上億攝氏度的超高溫條件下，利用氫的同位素氘、氚的聚變反應(yīng)釋放出核能。聚變能是人類最終解決能源問題的可能途徑之一，當(dāng)然也不是惟一的。裂變能也是解決人類能源的一個(gè)方面，也是今后的發(fā)展方向之一。但是裂變能主要是中子打在重核上面，像鈾235，或者是釙，使得這些重的原子核產(chǎn)生分裂，在分裂變的同時(shí)也放出能量，放出中子，這些中子再引起其他重原子核的分裂，這樣一個(gè)過程最典型的例子就原子彈。以裂變?cè)頌榛A(chǔ)的原子能反應(yīng)堆和原子能電站近年來(lái)發(fā)展迅速，目前全世界發(fā)電量中大概有20左右是核能，核能今后還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，但也需要解決利用核能方面所遇到的科學(xué)問題。比如，高放射性核廢料問題。裂變反應(yīng)的產(chǎn)物像有些錒系元素是呈放射性的，有的壽命長(zhǎng)到幾百萬(wàn)年。目前對(duì)于裂變堆產(chǎn)生的高放射廢料還沒有很好的解決辦法，放射性高放射廢料的出現(xiàn)，是重要的一個(gè)問題，現(xiàn)在有人建議把它放到地下比較深的結(jié)實(shí)的巖層里面去，但是所有的天然巖層都是有裂縫的，安全性問題不容忽視。另外，如何保證充足的資源也是一個(gè)問題。現(xiàn)在的壓水堆大概一個(gè)堆全壽命中需要大約一萬(wàn)噸鈾資源，對(duì)資源的需求量都是將來(lái)要考慮的一個(gè)問題。裂變能是重原子核在中子打擊下分裂放出的。聚變則是兩個(gè)輕原子核聚合反應(yīng)放出核聚變能，也就是宇宙間所有恒星（包括太陽(yáng)）釋放光和熱及氫彈的能源。人類已經(jīng)能控制和利用核裂變能，但由于很難將兩個(gè)帶正電核的輕原子核靠近從而產(chǎn)生聚變反應(yīng)，控制和利用核聚變能則需要?dú)v經(jīng)長(zhǎng)期的、非常艱苦的研發(fā)歷程。在所有的核聚變反應(yīng)中，氫的同位素-氘和氚的核聚變反應(yīng)（即氫彈中的聚變反應(yīng)）是相對(duì)比較易于實(shí)現(xiàn)的。氘氚核聚變反應(yīng)也可以釋放巨大能量。氘在海水中儲(chǔ)量極為豐富，一公升海水里提取出的氘，在完全的聚變反應(yīng)中可釋放相當(dāng)于燃燒300公升汽油的能量；氚可在反應(yīng)堆中通過鋰再生，而鋰在地殼和海水中都大量存在。氘氚反應(yīng)的產(chǎn)物沒有放射性，中子對(duì)堆結(jié)構(gòu)材料的活化也只產(chǎn)生少量較容易處理的短壽命放射性物質(zhì)。聚變反應(yīng)堆不產(chǎn)生污染環(huán)境的硫、氮氧化物，不釋放溫室效應(yīng)氣體。再考慮到聚變堆的固有安全性，可以說(shuō)，聚變能是無(wú)污染、無(wú)長(zhǎng)壽命放射性核廢料、資源無(wú)限的理想能源。受控?zé)岷司圩兡艿拇笠?guī)模實(shí)現(xiàn)將從根本上解決人類社會(huì)的能源問題。以聚變?cè)碇圃斓木圩兎磻?yīng)堆其放射性是很弱的，如果用氚的話，氚的放射性壽命也是很短的，所以對(duì)于聚變反應(yīng)堆來(lái)說(shuō)沒有高放射性核廢料，也基本上沒有爆炸的問題。另外氘和氚都可以從海水當(dāng)中提取，取之不竭，燃料的來(lái)源是無(wú)窮盡的。主持人：在聚變反應(yīng)研究過程中都需要解決哪些重要科學(xué)問題？嘉賓：從20世紀(jì)40年代末開始，美國(guó)、蘇聯(lián)等就已經(jīng)開始了聚變的研究。有了氫彈以后，人們就很想實(shí)現(xiàn)聚變能，開始很長(zhǎng)一段時(shí)間里對(duì)于聚變能實(shí)現(xiàn)的難度，科學(xué)家和人類的認(rèn)識(shí)是很不夠的，積累投資了數(shù)百億美元，但做出的很多承諾后來(lái)都沒有實(shí)現(xiàn)。主要難題我想大概有下面幾個(gè)。來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院 分享到：更多 0人參與0條主評(píng)論0條評(píng)論0條總評(píng)論ITER總部所在地第一個(gè)問題是，考慮到氘和氚原子核能產(chǎn)生聚變反應(yīng)的條件，若要求氘、氚混合氣體中能產(chǎn)生大量核聚變反應(yīng)，則氣體溫度必須達(dá)到一億度以上。在這樣高的溫度下，氣體原子中帶負(fù)電的電子和帶正電的原子核已完全脫開，各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。這種完全由自由的帶電粒子構(gòu)成的高溫氣體被稱為等離子體。因此，實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩兪紫刃枰鉀Q的問題是用什么方法及如何加熱氣體，使得等離子體溫度能上升到百萬(wàn)度、千萬(wàn)度、上億度。怎么把它加熱到上億度，是研究中碰到的第一個(gè)最大的問題。第二個(gè)問題是在幾十萬(wàn)度、幾百萬(wàn)度的高溫條件下，怎么能夠把這些等離子體約束在一個(gè)“籠子”里面，防止高溫等離子體逃逸或飛散，讓這些原子核能夠充分的產(chǎn)生聚變反應(yīng)。簡(jiǎn)單解釋一下，聚變是把兩個(gè)帶電的原子核要碰到一起去，所以當(dāng)把氘和氚的氣體放在一起時(shí)，必須加熱到一億度以上的高溫，才能產(chǎn)生顯著的聚變反應(yīng)，而不是通常所說(shuō)的冷聚變，只產(chǎn)生少量的1000個(gè)或10000個(gè)中子的低能量。我們說(shuō)的聚變能，應(yīng)該能每秒產(chǎn)生10的20次方個(gè)中子，要產(chǎn)生這么多中子的聚變反應(yīng)，需要氘和氚氣體的溫度在一億度以下，怎么把一億度的高溫氣體約束起來(lái)，讓它能夠充分反應(yīng)，這是聚變研究最困難的問題之一。具有閉合磁力線的磁場(chǎng)（因?yàn)閹щ娏Ｗ又荒苎卮帕€運(yùn)動(dòng)）是一種最可能的選擇。對(duì)不同設(shè)計(jì)出的磁籠中等離子體運(yùn)動(dòng)行為及防止逃逸的研究（即所謂穩(wěn)定性研究），成為實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩兊牡诙€(gè)難點(diǎn)。為了約束這些一億度的氣體，人類為此工作了50年，現(xiàn)在基本上解決了等離子體的約束問題。第三個(gè)難題是，如果要使高溫等離子體中核聚變反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行，上億度的高溫必須能長(zhǎng)時(shí)間維持，不論靠聚變反應(yīng)產(chǎn)生的部分能量，或外加部分能量?；蛘呖梢哉f(shuō)，等離子體的能量損失率必須比較小。因此需要解決的問題是，一定要讓高溫的等離子體能夠穩(wěn)定，并且傳熱比較少、保溫比較好，這個(gè)問題也是聚變研究很突出的問題。20世紀(jì)90年代，在歐洲、日本、美國(guó)的幾個(gè)大型托克馬克裝置上，聚變能研究取得突破性進(jìn)展。不論在等離子體溫度、在穩(wěn)定性及在約束方面都已基本達(dá)到產(chǎn)生大規(guī)模核聚變的條件。初步進(jìn)行的氘-氚反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到16兆瓦的聚變功率?？梢哉f(shuō)，聚變能的科學(xué)可行性已基本得到論證，有可能考慮建造聚變能實(shí)驗(yàn)堆，創(chuàng)造研究大規(guī)模核聚變的條件。正是由于過去的50年聚變研究解決了一些重要的科學(xué)問題，現(xiàn)在才有可能提出來(lái)建造一個(gè)實(shí)驗(yàn)堆，看看是不是在科學(xué)上和工程上都是能夠?qū)崿F(xiàn)聚變能這樣一個(gè)目標(biāo)。但是從建造一個(gè)聚變堆來(lái)說(shuō)，這個(gè)問題還遠(yuǎn)不止這個(gè)，建設(shè)一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的聚變反應(yīng)堆還需要解決加料、排廢、避免雜質(zhì)、中子帶出能量到包層、產(chǎn)氚及返送以及由于聚變反應(yīng)產(chǎn)生大量帶電氦原子核對(duì)等離子體的影響等一系列科學(xué)和工程上的難題。主持人：請(qǐng)您介紹一下國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃的發(fā)展歷程？嘉賓：由于聚變能的研究不僅關(guān)系到最終解決人類能源問題，而且還涉及眾多最先進(jìn)且非常敏感的技術(shù)，因此，ITER計(jì)劃的形成除與科學(xué)技術(shù)本身的發(fā)展有關(guān)外，還始終與主要大國(guó)在政治和外交方面的考慮分不開。1985年，作為結(jié)束冷戰(zhàn)的標(biāo)志性行動(dòng)之一，前蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人戈?duì)柊蛦谭蚝兔绹?guó)總統(tǒng)里根在日內(nèi)瓦峰會(huì)上倡議，由美、蘇、歐、日共同啟動(dòng)國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃。ITER計(jì)劃的目標(biāo)是要建造一個(gè)可自持燃燒（即點(diǎn)火）的托克馬克核聚變實(shí)驗(yàn)堆，以便對(duì)未來(lái)聚變示范堆及商用聚變堆的物理和工程問題作深入探索。最初，該計(jì)劃僅確定由美、俄、歐、日四方參加，獨(dú)立于聯(lián)合國(guó)原子能委員會(huì)（IAEA）之外，總部分設(shè)美、日、歐三處。由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)和技術(shù)條件還不成熟，四方科技人員于1996年提出的ITER初步設(shè)計(jì)很不合理，要求投資上百億美元。1998年，美國(guó)出于政治原因及國(guó)內(nèi)紛爭(zhēng)，以加強(qiáng)基礎(chǔ)研究為名，宣布退出ITER計(jì)劃。歐、日、俄三方則繼續(xù)堅(jiān)持合作，并基于上世紀(jì)90年代核聚變研究及其他高新技術(shù)的新發(fā)展，大幅度修改實(shí)驗(yàn)堆的設(shè)計(jì)。2001年，歐、日、俄聯(lián)合工作組完成了ITER裝置新的工程設(shè)計(jì)（EDA）及主要部件的研制，預(yù)計(jì)建造費(fèi)用為50億美元（1998年價(jià)），建造期8至10年，運(yùn)行期20年。其后，三方分別組織了獨(dú)立的審查，都認(rèn)為設(shè)計(jì)合理，基本上可以接受。 2002年，歐、日、俄三方以EDA為基礎(chǔ)開始協(xié)商ITER計(jì)劃的國(guó)際協(xié)議及相應(yīng)國(guó)際組織的建立，并表示歡迎中國(guó)與美國(guó)參加ITER計(jì)劃。雖然1998年美國(guó)退出了ITER計(jì)劃，但歐盟、日本、俄羅斯一直堅(jiān)持下去了。到2001年基本完成了一個(gè)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)，這個(gè)設(shè)計(jì)大致需要40億-50億美元。在這個(gè)基礎(chǔ)上他們考慮進(jìn)一步推進(jìn)ITER計(jì)劃很重要的是中國(guó)和美國(guó)參加。也正是在這個(gè)時(shí)期，我國(guó)科技部通過調(diào)研和分析也認(rèn)為中國(guó)應(yīng)該參加ITER計(jì)劃。2002年底，科技部致函原來(lái)三方表示中國(guó)愿意參加ITER計(jì)劃協(xié)商，如果承諾如果談判成功的話中國(guó)要做10的貢獻(xiàn)，另外中國(guó)也不提出新的廠址，中國(guó)也不修改原設(shè)計(jì)，只是參加進(jìn)去協(xié)商。中國(guó)于2003年1月初正式宣布參加協(xié)商，其后美國(guó)在1月末由布什總統(tǒng)特別宣布重新參加ITER計(jì)劃，韓國(guó)在2005年被接受參加ITER計(jì)劃協(xié)商，印度于2006年加入ITER協(xié)商。最終，七個(gè)成員國(guó)政府于2006年5月25日草簽了建設(shè)ITER的國(guó)際協(xié)定。目前國(guó)際組織正在組建，總干事和副總干事人選已確定。還有一些國(guó)家也正在考慮參加ITER計(jì)劃。中方首席科學(xué)家談人類開發(fā)新能源的宏偉計(jì)劃2010年06月23日 17:08來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院 分享到：更多 0人參與0條主評(píng)論 0條評(píng)論0條總評(píng)論 法國(guó)地圖標(biāo)示的ITER總部所在地主持人：ITER裝置為什么最后選擇在法國(guó)建造？嘉賓：ITER裝置選址比較復(fù)雜，確定選址既有技術(shù)方面的原因，也有政治方面的原因。在技術(shù)方面我們國(guó)家一直強(qiáng)調(diào)要按照技術(shù)優(yōu)先的原則來(lái)選，但有的國(guó)家并不完全同意。2003年2月19日，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃參與各方在俄羅斯圣彼得堡作出決定，將于2013年前建成世界上第一個(gè)熱核反應(yīng)堆，地點(diǎn)將在西班牙、法國(guó)、加拿大和日本4處候選地址中選擇。經(jīng)過多輪較量，西班牙和加拿大退出，日本提出的在青森縣六所村和法國(guó)提出的在南部馬賽附近的卡達(dá)拉奇建造這個(gè)熱核反應(yīng)堆的方案脫穎而出，成為最終入圍的兩個(gè)候選地址，這兩個(gè)候選地址各有特色，分別得到國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃不同參與方的支持。日本提出的理由是，其修建地點(diǎn)靠近港口，并離一個(gè)美國(guó)軍事基地很近。日本政府并且表示愿意承擔(dān)國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃30%的費(fèi)用。法國(guó)政府則強(qiáng)調(diào)，卡達(dá)拉舍有著現(xiàn)成的研究設(shè)施，那里的氣候條件更好。在這場(chǎng)引人注目的爭(zhēng)論之中，美國(guó)、日本和韓國(guó)主張?jiān)谌毡玖逍藿?，而歐盟、俄羅斯和中國(guó)支持在法國(guó)修建。我們認(rèn)為，法國(guó)的卡達(dá)拉奇至少在某些方面比六所村要好，特別是在地震方面。因?yàn)槿毡驹诒焙５栏浇牡卣鹗欠浅ｎl繁的，我們請(qǐng)了中國(guó)地震局的專業(yè)同志對(duì)卡達(dá)拉奇附近的地震情況和六所村地震情況做了詳細(xì)的分析。法國(guó)的卡達(dá)拉奇本來(lái)就是法國(guó)的原子能研究中心，已經(jīng)具有很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)；周圍的環(huán)境也是可以的。雖然它不靠海邊，大的部件運(yùn)輸有一點(diǎn)困難，但是法國(guó)方面承諾會(huì)改造一條公路，使ITER大的部件制造好了以后從港口順利運(yùn)進(jìn)。2004年1月29日，中國(guó)外交部發(fā)言人章啟月在例行的記者招待會(huì)上表示，中國(guó)支持法國(guó)建設(shè)國(guó)際熱核聚變堆項(xiàng)目。以上六方于2005年6月簽訂協(xié)議，一致同意把ITER建在法國(guó)核技術(shù)研究中心Cadarache，從而結(jié)束了激烈的選址大戰(zhàn)。主持人：中國(guó)為什么要參加這個(gè)ITER計(jì)劃？嘉賓：我國(guó)政府長(zhǎng)期以來(lái)都非常重視國(guó)家能源問題，解決能源問題可以說(shuō)是在農(nóng)業(yè)問題基本解決以后的最重要問題了。 我國(guó)是一個(gè)能源大國(guó)，在本世紀(jì)內(nèi)每年的能耗都將是數(shù)十億噸標(biāo)煤。由于條件限制，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)我國(guó)能源生產(chǎn)都將以煤為主，所占比例高達(dá)70%?？紤]到我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，我們必須盡快用可靠的非化石能源（如核裂變或核聚變能、太陽(yáng)能、水能等）來(lái)取代大部分煤或石油的消耗。因此，必然應(yīng)該在能力許可范圍內(nèi)積極開展核聚變能的研究，盡可能地參加國(guó)際核聚變能的大型合作研發(fā)計(jì)劃（如ITER計(jì)劃）。我國(guó)參加ITER計(jì)劃是基于能源長(zhǎng)遠(yuǎn)的基本需求。我國(guó)核聚變能研究開始于上世紀(jì)60年代初，盡管經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間非常困難的環(huán)境，但始終能堅(jiān)持穩(wěn)定、逐步的發(fā)展，建成了兩個(gè)在發(fā)展中國(guó)家最大的、理工結(jié)合的大型現(xiàn)代化專業(yè)研究所，即中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司所屬的西南物理研究院（SWIP）及中國(guó)科學(xué)院所屬的合肥等離子體物理研究所（ASIPP）。為了培養(yǎng)專業(yè)人才，還在中國(guó)科技大學(xué)、大連理工大學(xué)、華中理工大學(xué)、清華大學(xué)等高等院校中建立了核聚變及等離子體物理專業(yè)或研究室。 我國(guó)核聚變研究從一開始，即便規(guī)模很小時(shí)，就以在我國(guó)實(shí)現(xiàn)受控?zé)岷司圩兡転橹饕繕?biāo)。從上世紀(jì)70年代開始，集中選擇了托克馬克為主要研究途徑，先后建成并運(yùn)行了小型CT-6（中科院物理所）、KT-5（中國(guó)科技大學(xué)）等，在這些裝置的成功研制過程中，組建并鍛煉了一批聚變工程隊(duì)伍。我國(guó)科學(xué)家在這些常規(guī)托克馬克裝置上開展了一系列十分有意義的研究工作。我國(guó)核聚變研究目前距離發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大差距，在裝置的規(guī)模上，我們跟人家的規(guī)?；旧喜盍艘淮?yàn)槟阍谛〉难b置上，你達(dá)到的參數(shù)比較低，所以有很多問題，很難直接跟ITER類似聚變堆聯(lián)系起來(lái)。核聚變能的研發(fā)對(duì)每個(gè)大國(guó)都是必要的，但又是一個(gè)長(zhǎng)期、大規(guī)模、高投入而且又是高風(fēng)險(xiǎn)的過程。還須經(jīng)過若干年的努力才能接近實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)和研究階段。如果采取單獨(dú)建造實(shí)驗(yàn)堆，則又須花費(fèi)上百億元資金和十?dāng)?shù)年時(shí)間，我國(guó)和國(guó)際的差距會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，大概至少比人家落后20年以上。最后的結(jié)果，因?yàn)槲覀兌紱]有知識(shí)產(chǎn)權(quán)，很可能我們就要大批進(jìn)口聚變堆。我們參加ITER計(jì)劃，我們承擔(dān)制造ITER計(jì)劃的一些部件，同時(shí)我們享受ITER計(jì)劃所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這使得我們有能力完成約定的ITER部件制造任務(wù)，為ITER計(jì)劃作出相應(yīng)的貢獻(xiàn)，并有可能在合作過程中全面掌握聚變實(shí)驗(yàn)堆的技術(shù)，達(dá)到我國(guó)參加ITER計(jì)劃總的目的。通過派中國(guó)科學(xué)家到ITER工作，可以在那里學(xué)到很多有益的經(jīng)驗(yàn)，包括大型科研的組織管理等，并有可能用比較短的時(shí)間使得我們聚變研究的整個(gè)知識(shí)水平、技術(shù)能力得到一個(gè)大的提高，到ITER計(jì)劃結(jié)束的時(shí)候與其他國(guó)家基本接近。再配合國(guó)內(nèi)安排必要的基礎(chǔ)研究、聚變反應(yīng)堆材料的研究、聚變堆某些必要技術(shù)的研究等，則有可能在較短時(shí)間、用較小投資使我國(guó)核聚變能研究在整體上進(jìn)入世界前沿，為我國(guó)自主地開展核聚變示范電站的研發(fā)奠定基礎(chǔ)，保證20年以后，30年以后，中國(guó)的聚變研究能夠真正的走到世界前沿，與其他國(guó)家水平不相上下。它的標(biāo)志是什么，標(biāo)志就是到那個(gè)時(shí)候，中國(guó)具有了獨(dú)立的設(shè)計(jì)和建造聚變示范堆的技術(shù)力量，和獨(dú)立的聚變工業(yè)發(fā)展體系，我認(rèn)為這也是我們參加ITER計(jì)劃最主要的一個(gè)主要目標(biāo)。第二個(gè)目標(biāo)是，ITER計(jì)劃是一個(gè)高技術(shù)和重大技術(shù)的一種集成，其中包括了超導(dǎo)技術(shù)、大量的信息技術(shù)，也包括一些新的像大功率的微波技術(shù)，粒子束技術(shù)等等，還有先進(jìn)材料技術(shù)，這些技術(shù)在很多方面我們跟國(guó)際上還存在差距。通過參加ITER計(jì)劃，我們能夠更多地接觸到世界先進(jìn)國(guó)家的高技術(shù)，從而推動(dòng)中國(guó)高技術(shù)研究的發(fā)展。第三個(gè)目標(biāo)是，盡管就規(guī)模和水平來(lái)說(shuō)，我國(guó)核聚變能的研究和美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家還有不小的差距，但是我們有自己的特點(diǎn)，也在技術(shù)和人才等方面為參加ITER計(jì)劃作了相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備。除了裝置規(guī)模以外，我們的人才隊(duì)伍也有存在相當(dāng)大的差距，因此，中國(guó)全力的參加ITER國(guó)際合作，迅速的提高我們研究的水平，使得我們國(guó)家的聚變研究隊(duì)伍和水平能夠適應(yīng)于將來(lái)獨(dú)立的發(fā)展中國(guó)聚變能事業(yè)的要求，是中國(guó)參加ITER計(jì)劃的一個(gè)重要目標(biāo)，這個(gè)目標(biāo)完全是有可能的實(shí)現(xiàn)的。參加ITER計(jì)劃，參加ITER的建設(shè)和實(shí)驗(yàn)，有助于我們?nèi)嬲莆誌TER的知識(shí)和技術(shù)，培養(yǎng)一批聚變工程和科研人才，使其成為我國(guó)聚變研究的一部分。參加這么大的一個(gè)國(guó)際科學(xué)計(jì)劃，本身就是培養(yǎng)人最好的一個(gè)途徑，同時(shí)也支持的國(guó)內(nèi)培養(yǎng)人的計(jì)劃。作為中國(guó)來(lái)說(shuō)參加ITER計(jì)劃也顯示了我們國(guó)家作為一個(gè)核大國(guó)對(duì)世界前途負(fù)責(zé)的這么一個(gè)態(tài)度。我國(guó)聚變研究的中心目標(biāo)，是促使核聚變能在可能的條件下盡早在中國(guó)實(shí)現(xiàn)。因此，參加ITER計(jì)劃應(yīng)該也只能是我國(guó)整體聚變能研發(fā)計(jì)劃中的一個(gè)重要組成部分。國(guó)家將在參加ITER計(jì)劃的同時(shí)支持與之配套或與之互補(bǔ)的一系列重要研究工作，如托克馬克等離子體物理的基礎(chǔ)研究、聚變堆第一壁等關(guān)鍵部件所需材料的開發(fā)、示范聚變堆的設(shè)計(jì)及必要技術(shù)或關(guān)鍵部件的研制等。參加ITER計(jì)劃將是我國(guó)聚變能研究的一個(gè)重大機(jī)遇。主持人：ITER裝置的構(gòu)造是怎樣的，都計(jì)劃在ITER上開展哪些研究工作？嘉賓：作為聚變能實(shí)驗(yàn)堆，ITER要把上億度、由氘氚組成的高溫等離子體約束在體積達(dá)837立方米的磁籠中，產(chǎn)生50萬(wàn)千瓦的聚變功率，持續(xù)時(shí)間達(dá)500秒。50萬(wàn)千瓦熱功率已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)小型熱電站的水平，這將是人類第一次在地球上獲得持續(xù)的、有大量核聚變反應(yīng)的高溫等離子體，產(chǎn)生接近電站規(guī)模的受控聚變能。ITER裝置是一個(gè)能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克。其裝置中心是高溫氘氚等離子體環(huán)，其中存在15兆安的等離子體電流，核聚變反應(yīng)功率達(dá)50萬(wàn)千瓦，每秒釋放多達(dá)1020個(gè)高能中子。等離子體環(huán)在屏蔽包層的環(huán)型包套中，屏蔽包層將吸收50萬(wàn)千瓦熱功率及核聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的所有中子。在包層外是巨大的環(huán)形真空室。在下側(cè)有偏濾器與真空室相連，可排出核反應(yīng)后的廢氣。真空室穿在16個(gè)大型超導(dǎo)環(huán)向場(chǎng)線圈（即縱場(chǎng)線圈）中。 環(huán)向超導(dǎo)磁體將產(chǎn)生5.3特斯拉的環(huán)向強(qiáng)磁場(chǎng)，是裝置的關(guān)鍵部件之一，價(jià)值超過12億美元。穿過環(huán)的中心是一個(gè)巨大的超導(dǎo)線圈筒（中心螺管），在環(huán)向場(chǎng)線圈外側(cè)還布有六個(gè)大型環(huán)向超導(dǎo)線圈，即極向場(chǎng)線圈。中心螺管和極向場(chǎng)線圈的作用是產(chǎn)生等離子體電流和控制等離子體位形。上述系統(tǒng)整個(gè)被罩于一個(gè)大杜瓦中，坐落于底座上，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)堆本體。在本體外分布4個(gè)10兆瓦的強(qiáng)流粒子加速器，10兆瓦的穩(wěn)態(tài)毫米電磁波系統(tǒng)，20兆瓦的射頻波系統(tǒng)及數(shù)十種先進(jìn)的等離子體診斷測(cè)量系統(tǒng)。整個(gè)體系還包括：大型供電系統(tǒng)、大型氚工廠、大型供水（包括去離子水）系統(tǒng)、大型高真空系統(tǒng)、大型液氮、液氦低溫系統(tǒng)等。ITER本體內(nèi)所有可能的調(diào)整和維修都是通過遠(yuǎn)程控制的機(jī)器人或機(jī)器手完成。ITER裝置不僅反映了國(guó)際聚變能研究的最新成果，而且綜合了當(dāng)今世界各領(lǐng)域的一些頂尖技術(shù)，如：大型超導(dǎo)磁體技術(shù)，中能高流強(qiáng)加速器技術(shù)，連續(xù)、大功率毫米波技術(shù)，復(fù)雜的遠(yuǎn)程控制技術(shù)等等。再過幾年ITER建好以后，我們希望能實(shí)現(xiàn)4050萬(wàn)聚變功率的輸出，并能夠持續(xù)500秒，應(yīng)該說(shuō)這是ITER的最關(guān)鍵的目標(biāo)，也是第一階段的任務(wù)。第二階段的任務(wù)就是要把聚變的狀態(tài)輸出拉長(zhǎng)，接近成為穩(wěn)態(tài)。比如說(shuō)至少要持續(xù)幾個(gè)鐘頭，即穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。雖然ITER研究中有大量的科學(xué)問題，但歸根到底都是為這兩個(gè)目標(biāo)服務(wù)的。在ITER上開展的研究工作將揭示這種帶有氘氚核聚變反應(yīng)的高溫等離子體的特性，探索它的約束、加熱和能量損失機(jī)制，等離子體邊界的行為以及最佳的控制條件，從而為今后建設(shè)商用的核聚變反應(yīng)堆奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。對(duì)ITER裝置工程