国际合作的“人造太阳”项目,耗资超1500亿未完成,要中国接手?

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近几年烂尾楼大家已经见怪不怪了,但是,相信所有人都很难想象会有这么一个超级项目,它历时三四十年,集齐了中、美、欧盟、日、韩等等众多国家顶尖科学家和工程师一起,已经耗费资金超过1500亿如今也面临要烂尾的悲惨命运。

连宇宙中的国际空间站人类都建了好几个了,还有什么项目是这么多国家耗费这么多资金也无法完成的呢?这个项目就是大名鼎鼎的“人造太阳”。

虽然人造太阳的理论在上个世纪就已经被前苏联科学家提出,但是从理论走到实践还有漫长的距离。

国际合作“人造太阳”项目从香饽饽进入了停摆瓶颈,欧美国家希望中国能接下这个烂摊子,这又是什么情况?中国会如其所愿吗?

什么是人造太阳

大家都知道,在人类近代史中,在各个国家之间爆发的无数大小冲突其实归根结底都是对“能源”的争夺。如果有一天,人类能够掌握“人造太阳”技术,则意味着再也不用被石油、煤炭、天然气等等每天打得脸红脖了。

这也就不难理解为什么当年“人造太阳”计划提出后,各个有实力的国家都积极的参与了进来,包括后来加入的中国,以及退出又加入的美国。

"人造太阳"是指人类创造的一种能够模拟太阳核聚变反应的装置或设备。太阳是自然界中最重要的能源来源之一,它通过核聚变反应将氢原子融合成氦,并释放出巨大的能量。人造太阳旨在通过模拟太阳的核聚变反应,实现可控的、可持续的能源供应。

目前,人造太阳的研究主要集中在核聚变反应堆的开发。核聚变反应堆通过将氢同位素(氘和氚)加热到极高温度,使其形成等离子体,然后通过控制和维持等离子体的稳定状态,使氢同位素发生聚变反应,释放出巨大的能量。这种核聚变反应的特点是能量输出巨大,而且燃料资源丰富,不产生大量的放射性废物。

迄今为止,人造太阳的研究仍处于实验和开发阶段,尚未实现商业化应用。然而,国际上已经建立了多个大型核聚变实验装置,如国际热核聚变实验堆(ITER)和中国的东方超环(EAST),旨在验证核聚变技术的可行性和可控性。

人造太阳的研究和发展具有重要的科学和能源意义。一旦实现可控的核聚变反应,人造太阳将成为一种清洁、高效、可持续的能源来源,能够为人类提供大量的电力和热能,同时减少对传统化石燃料的依赖,减少温室气体排放,有助于应对能源危机和气候变化等全球性挑战。

而大名鼎鼎的国际热核聚变实验堆(ITER)就是我们所说的即将成为人类史上最大的烂摊子工程的“人造太阳”项目。既然是如此有百利而无一害的技术,怎么会在这么多国家通力合作这么久之后,进入如此困难的局面呢?

最大的国际合作人造太阳计划

ITER(国际热核聚变实验堆)也就是我们所说的人造太阳,发展到后来变成了一个由35个国家和欧盟共同参与的国际合作项目,大家共同的目标是验证核聚变作为未来清洁能源的可行性和可控性。如果要了解ITER研究项目的历史背景,最远可以追溯到上世纪五六十年代。

首先是关于核聚变的概念和研究,核聚变的研究起步于20世纪中叶,早期的研究主要集中在理论和实验室规模的实验上。

核聚变是一种将轻元素(如氢同位素)融合成更重元素的过程,释放出巨大能量的核反应。与核裂变不同,核聚变反应不产生大量的放射性废物。

上世纪五六十年代,石墨反应堆作为一种利用核裂变反应产生能量的技术得到了广泛发展。如果人们对于核裂变感觉有点陌生,换一个说法肯定就明白了,核武器第一代“原子弹”就是以核裂变为基础原理的。

然而,由于核裂变反应产生的放射性废物和核安全问题,科学家们开始探索更安全、更可持续的能源选择。

渐渐的,随着石墨反应堆的发展使人们开始意识到核聚变作为一种清洁能源的潜力。相对于核裂变,核聚变反应产生的放射性废物更少,燃料资源更为丰富。

上世纪六十年代末,一些国际性的核聚变研究机构开始合作,共享研发经验和资源,以推动核聚变技术的发展。

随着二战后美苏之间冷战“核武器”储备的失控,两个国家都意识到了必须控制地球上“核武器”的进一步发展。

为了冷却核武器军备竞争,美苏两个国家将核聚变的应用聚焦从破坏力转移到了“能源”。

1970年代初,国际热核聚变实验堆(ITER)的概念首次被提出,旨在建立一个大型的核聚变实验装置,验证核聚变技术的可行性。

1972年Soviet Union(苏联)和United States(美国)提出了一个名为INTOR(International Tokamak Reactor,国际托卡马克反应堆)的合作计划,旨在建造一座大型的核聚变实验堆。1975年,INTOR计划被批准,标志着国际合作进一步加强,为核聚变研究奠定了基础。

1985年,ITER计划正式成立,由欧洲、美国、苏联(后来变为俄罗斯)、日本和加拿大五个成员组成。这些国家约定共同承担项目的成本和风险,共享研发成果。

经过多年的协商和研究,法国的卡德拉什市(Cadarache)被选为ITER的建设地点。美国因为种种原因中途退出了ITER,而2006年中国和韩国正式加入ITER项目,使参与国家增加到六个。

后来,美国发现它退出后ITER依然在继续进行,又忍不住再次加入。

ITER的成立是国际社会共同努力的结果,旨在推动核聚变技术的发展,探索清洁、可持续的能源解决方案。

通过合作研发和资源共享,ITER项目为核聚变研究提供了一个全球性的平台,为未来能源转型和可持续发展做出了重要贡献。

人造太阳项目遇到的困难

人造太阳项目由于其技术的高难度和高复杂性,在整个发展过程中遇到了很多问题和挑战。

首先是技术挑战,ITER项目涉及到一系列复杂的技术挑战。其中包括如何实现高温、高密度等条件下的等离子体控制,如何设计和制造能够承受高能量等离子体的材料,以及如何实现长时间稳定的聚变反应等。这些技术挑战需要进行大量的研发和验证工作。

第二个最大的问题是建设进展和延迟。ITER项目的建设过程面临了一些延迟。ITER项目是由多个国家和组织共同合作进行的。在国际合作过程中,需要协调各方的利益、意见和决策,这可能需要更长的时间来达成共识。合作国家之间的协调和决策过程可能会导致项目进展缓慢。

比如作为ITER项目的合作伙伴之一,日本曾面临超导磁体技术方面的挑战。在2014年,日本的超导磁体试验装置JT-60SA遇到了延迟和预算超支的问题,这对项目进展产生了一定影响。以及美国和俄罗斯在推进项目的过程中,由于资金预算超支分别都出现过问题。

除此以外,ITER项目的预算是一个重要的考虑因素。由于项目的复杂性和规模,成本可能高于最初的预期。

合作国家需要共同承担项目的成本,并在预算方面进行协调。预算和财务问题可能对项目的进展产生影响。

中国在ITER项目中的作用

中国虽然不是第一参与人造项目的国家,但是在后续的研究中随着中国实力的展现,扮演的角色越来越重要,为项目的成功推进做出了重要贡献。中国在ITER项目中攻克了多项关键的技术难点。

中国成功研发了ITER项目所需的超导磁体、高热流密度部件、等离子体控制系统和高功率射频系统等关键技术。这些技术突破为项目的顺利推进提供了重要支持。

另外,中国承担了ITER项目中一些关键设备的制造任务。例如,中国负责制造ITER项目的超导磁体、高热流密度部件和其他关键设备。中国的制造能力和经验为项目提供了可靠的设备支持。

随着近些年美国对于ITER项目投入的越来越少,欧盟在财务上的捉襟见肘。很多人甚至希望中国能接过ITER这个烂尾项目。

中国正在积极推进自己的人造太阳项目,该项目被称为中国聚变工程试验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,简称CFETR)。CFETR是中国在核聚变领域的重大科研项目,旨在建立一个能够实现可控核聚变并产生持续高功率输出的实验堆。

CFETR项目的目标是在ITER项目的基础上进一步发展,探索更先进的聚变技术和工程应用。该项目计划建造一座大型托卡马克装置,具备长脉冲运行、高等离子体温度和密度的能力,以实现可持续的核聚变反应。CFETR将成为中国在核聚变研究领域的重要平台,用于验证和优化聚变技术,解决工程上的挑战,并为未来商业化的核聚变电站提供经验和数据支持。

中国在CFETR项目中已经取得了一些重要进展。目前,中国已经完成了CFETR的概念设计,并启动了工程设计和技术研发工作。预计CFETR将在2020年代末或2030年代初开始建设,并逐步实现运行目标。该项目将汇集来自中国以及其他国家和地区的科学家、工程师和研究人员的智慧和合作,共同推动核聚变技术的发展和应用。

因此,人造太阳并不能说是一个骗局,但是对于ITER这个巨大的存在烂尾嫌疑的项目,欧美想把责任推给中国,让中国承担更多资金和技术责任,幻想着最后分享研究成果这显然是不现实的。

不管是中国还是美国,有实力的国家都更加原因将这个划时代的技术留在自己的国家。

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页面更新:2024-03-12

标签:中国   核裂变   太阳   项目   等离子体   聚变   美国   国际合作   能源   国家   技术

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