10年没了63亿美元！中国人造太阳获重大突破，而国际项目却将烂尾

综述

能源，是人类的永恒话题，人类的每一次科技进步无不伴随着对新型能源的利用。近年来，随着化石能源的减少和环境问题的加剧，人们对清洁安全，可持续的新能源需求变得愈加迫切。在此背景下，核聚变技术因其高效，无污染等优点被誉为人类“终极能源”的解决方案。

就当下而言，人类关于核聚变的研究可谓喜忧参半。一方面，全球最大的人造太阳项目“ITER”深陷预算超支，工期延误的泥潭，面临烂尾风险。与此同时，中国的“东方超环（EAST）”项目却取得了重大突破，成为世界核聚变研究的新亮点。

核聚变和“人造太阳”

核聚变，指的是轻原子核在高温高压的环境下，结合成较重原子核，并伴随释放出巨大的能量的过程。太阳释放能量的方式就是核聚变，每秒钟太阳内部都在进行着核聚变反应，以此来支持其发光发热。

一直以来，核聚变都被视为解决人类能源问题的光明大道，其原料丰富，不会如化石能源般有枯竭的可能，而且对环境危害也很小，属于一种高效，可持续的清洁能源。

用于核聚变反应的燃料，氘和氚可以从海水中提取，它们是常见的氢同位素。而且，氚还可以通过用中子轰击锂反应产生。核聚变反应后的产物主要为氦，并不会产生长期性的放射废料，避免了核污染风险。

此外，核聚变能量巨大，比化石燃料以及核裂变反应释放的能量高出数倍甚至数十倍。例如，仅1克氘氚燃料核聚变反应所释放的能量就相当于11吨煤，而且整个过程还不会产生二氧化碳等任何温室气体。

“人造太阳”是一种装置设备，它是对核聚变反应堆的形象化称呼，它可以模拟太阳内部的核聚变过程，在地球上实现可控核聚变。

其中，“托卡马克装置”是一种应用比较广泛，用于研究核聚变的实验设备，它的工作原理是利用磁场将等离子体约束在一个环形真空室内，通过外部加热装置将等离子体加热到数亿摄氏度的高温，从而实现核聚变反应。

中国核聚变装置

我国在核聚变领域的研究起步比较晚，但发展迅速，如今已取得了相当显著的成就。2006年，中国自主建成了国际首个全超导托卡马克装置东方超环（EAST）。它主机部分高11米，直径为8米，重达400吨，近年来随着技术的进步，它不断创下新的世界记录。

2018年，在加热功率超10兆瓦的条件下，“EAST”创下了等离子体中心温度1亿摄氏度的新纪录。2021年5月，“EAST”实现了 1.2亿摄氏度下101秒，可重复的稳定运行，以及在1.6亿摄氏度下等离子运行持续20秒的新纪录。

2023年4月12日，“EAST”又成功实现了在高功率模式下，持续 403秒稳态高约束模式等离子体运行，再次刷新纪录。

除了“EAST”项目，中国在其他核聚变装置上也取得了显著成就。比如中核集团研制的环流二号（HL-2A），于2002年首次运行。该装置通过一系列实验，为后续更大规模的核聚变装置提供了宝贵的经验数据。

2020年，“HL-2A”的改造升级版“HL-2M”完成建造并成功运行。“HL-2M”也被称为中国新一代“人造太阳”，它的等离子体电流突破了100万安培（1兆安），标志着中国在核聚变研究中又迈出了重要一步。

国际项目“ITER”

在我国的“人造太阳”屡屡完成新突破的同时，国际最大的“人造太阳”项目却面临烂尾的风险。这一项目全称为“国际热核聚变实验堆（ITER）”，是目前是全球规模最大，影响最为深远的国际科研合作项目之一。

项目由中国，欧盟，美国等七个国家或组织共同参与实施，其中中国承担了9%的任务。该项目的起源可以追溯到20世纪80年代中期，于1988年开始设计工作，2006年正式开工建设。

项目原计划在2016年完成，但由于各种技术和管理问题，工期不断推迟，预算也严重超支。2022年，“ITER”项目总干事Bernard Bigot去世，其接替者Pietro Barabaschi曾表示，ITER装置的核心组件，真空容器和隔热罩存在质量问题，需要进行大规模维修和更换。

“解决这些问题需要几个月，乃至几年甚至更长的时间”，Pietro表示这对项目的进程影响非常大。

截止目前，“ITER”项目总预算已经飙升至220亿美元，远超最初的63亿美元。项目原定在2018年实现首次等离子体运行，但这一目标已推迟到了2025年。而实际进行氘氚实验则要等到2035年。

此外，“ITER”项目内部管理层的更替，以及新冠疫情导致的供应链中断和施工延误，也对整个项目的进展造成了负面影响。

《科学美国人》杂志报道称，“ITER”项目已经到了“创纪录的灾难边缘”，可能会成为有史以来工期延误时间最长，预算超支最严重的科研项目。

结尾

核聚变技术作为人类未来能源的希望，正在全球范围内不断探索和突破。中国的“EAST”在这一领域成就非凡，展示出了强大的科研实力和技术水平。然而，国际上的 “ITER” 项目却陷入了重重困境，面临着预算失控和工期延误的严峻考验。

这一对比不仅反映了各国在技术研发和项目管理上的差距，也凸显了国际合作的重要性。科学探索的道路从来都不是一帆风顺的。未来，随着技术的不断进步和国际合作的深化，人类掌握可控核聚变技术必将成为现实，这一新能源形式也必将为人类社会带来持久的福祉。

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