本公眾號創(chuàng)號第一篇文章就聊過國際熱核聚變實驗堆（ITER）,，但今天必須再次好好嘮嘮它！毫不夸張地說,，它要是成功了,，人類能源困局直接“一鍵解鎖”，妥妥的能源自由就有盼頭了,！

為啥搞ITER,？被能源逼到“墻角”啦！

現(xiàn)在我們用的石油,、煤炭,，挖一點少一點，而且燒起來環(huán)境污染嚴重,，地球都快“熱冒煙”了,。據(jù)統(tǒng)計,，全球每年因燃燒化石燃料排放的二氧化碳超過300億噸，導(dǎo)致全球平均氣溫持續(xù)上升,，冰川融化,、極端氣候頻發(fā)?？茖W(xué)家們找來找去,，盯上了核聚變能。核聚變原料氘在大海里儲量極其豐富,，理論上,，僅1升海水中的氘通過核聚變反應(yīng)釋放的能量，就相當(dāng)于300升汽油完全燃燒產(chǎn)生的能量 ,，而氚雖少但能人工制造,，且核聚變反應(yīng)干凈無污染，不產(chǎn)生高放射性核廢料,。

早在上世紀40年代末,，各國就開始琢磨核聚變這事兒了。從理論研究到建實驗裝置,，一路摸爬滾打,。早期主要是理論層面的探索，科學(xué)家們用復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和物理理論,，反復(fù)論證核聚變反應(yīng)的可能性和條件,。隨著研究的深入，不同規(guī)模的實驗裝置相繼建立起來,。直到80年代,，蘇聯(lián)發(fā)明的“托克馬克”裝置，讓核聚變研究有了大方向,。這種獨特的環(huán)形磁場結(jié)構(gòu),，能有效約束高溫等離子體，讓核聚變反應(yīng)持續(xù)進行成為可能,。

1985年,，在美蘇兩國領(lǐng)導(dǎo)人的倡議下，ITER計劃誕生,，集結(jié)全球力量,，一心攻克核聚變技術(shù)難題。

ITER到底要干啥,？兩大目標超震撼,！

科學(xué)目標：解鎖核聚變的科學(xué)密碼

ITER要建一個超大型超導(dǎo)托卡馬克裝置，讓核聚變反應(yīng)大規(guī)模搞起來,，驗證用核聚變當(dāng)能源在科學(xué)上到底行不行,。這里面的難題可不少,，比如要把高達1.5億攝氏度（比太陽核心溫度還高10倍）的高溫等離子體穩(wěn)穩(wěn)控制住，讓它乖乖待在磁場里,，不“搗亂”撞到裝置內(nèi)壁,；怎么給等離子體高效加熱，達到核聚變的超高溫,；還有怎么對付等離子體里那些不穩(wěn)定的現(xiàn)象，保證核聚變能一直穩(wěn)定進行,。

技術(shù)目標：集齊核聚變技術(shù)“七龍珠”

技術(shù)上,，ITER要把全球受控磁約束核聚變的厲害技術(shù)都整合起來，解決好多關(guān)鍵工程難題,。像怎么把燃料（氘和氚）高效送進高溫等離子體里,，這可不是簡單的事兒，需要精準的控制和特殊的注入技術(shù),；核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的氦灰等廢物怎么及時排出去,，不然會影響反應(yīng)的持續(xù)進行；還有最重要的產(chǎn)氚技術(shù),，因為自然界氚少,，得在反應(yīng)堆里通過鋰與中子反應(yīng)來產(chǎn)生，這需要精心設(shè)計的產(chǎn)氚模塊和精準的反應(yīng)控制,。另外,，超導(dǎo)磁體技術(shù)能產(chǎn)生強大磁場約束等離子體，真空技術(shù)為反應(yīng)提供純凈環(huán)境,，遠程控制和遙操作技術(shù)方便在安全距離外操作和維護,，這些技術(shù)都得突破，為以后建聚變堆打好基礎(chǔ),。

哪些國家在搞,？35國“夢幻聯(lián)動”！

ITER早期有歐盟,、中國,、韓國、俄羅斯,、日本,、印度和美國這7個主要成員。

歐盟在核聚變研究領(lǐng)域深耕多年,，擁有眾多頂尖科研機構(gòu)和大量專業(yè)人才,，在核聚變裝置設(shè)計、等離子體物理研究等方面處于世界前沿,。中國憑借自主研發(fā)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST,，取得了一系列重大突破,，為ITER計劃提供了寶貴的技術(shù)支持和實驗數(shù)據(jù)。韓國在超導(dǎo)技術(shù),、材料科學(xué)方面實力強勁,，為ITER計劃中的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)等關(guān)鍵部件研發(fā)貢獻巨大。俄羅斯作為核聚變研究的先驅(qū)之一,，在托卡馬克技術(shù),、等離子體診斷等領(lǐng)域經(jīng)驗豐富，技術(shù)儲備深厚,。日本憑借先進的精密制造和材料工程技術(shù),，為ITER計劃提供了高質(zhì)量的設(shè)備和先進的制造工藝。印度在核能研究領(lǐng)域有自己的特色和優(yōu)勢,，積極參與ITER計劃的相關(guān)研究工作,。美國在核聚變研究上投入巨大，擁有先進科研設(shè)施和強大科研團隊,，在等離子體物理理論研究,、實驗技術(shù)等方面成果豐碩。后來參與的國家增加到35個,，大家各顯神通,，在不同的領(lǐng)域和技術(shù)環(huán)節(jié)上發(fā)揮著各自的作用，緊密合作與交流,，共同推動ITER計劃朝著既定目標前進,。

現(xiàn)在進展咋樣？有好消息也有挑戰(zhàn),！

以前的大動作

2007年,，經(jīng)過多輪評估和協(xié)商，ITER計劃最終選定在法國南部普羅旺斯艾克斯的卡達拉舍作為建設(shè)地點,。這里地理位置優(yōu)越,，基礎(chǔ)設(shè)施完善，為項目開展提供了有利條件,。

ITER 2010年正式開建,，前期主要工作是地基支持結(jié)構(gòu)和抗震基礎(chǔ)建設(shè)。由于ITER裝置規(guī)模巨大,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，對地基承載能力和穩(wěn)定性要求極高。建設(shè)團隊采用先進工程技術(shù)和材料,，確保地基能承受裝置運行產(chǎn)生的巨大壓力和振動,。同時，為應(yīng)對可能發(fā)生的地震等自然災(zāi)害，抗震基礎(chǔ)的設(shè)計和建設(shè)經(jīng)過了嚴格論證和測試,。

最新進展超給力

2024年12月30日,，ITER第一個饋線超導(dǎo)接頭安裝包全部完工。饋線超導(dǎo)接頭是連接超導(dǎo)磁體和供電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,，它的安裝完成對于整個超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的穩(wěn)定運行至關(guān)重要,。2025年1月8日，中心螺線管線圈（CS1U）成功吊裝就位,，為后續(xù)CS1U同軸超導(dǎo)接頭組裝和絕緣施工創(chuàng)造了條件,。中心螺線管線圈是產(chǎn)生強磁場和等離子體電流的關(guān)鍵組件之一，它的準確就位是項目推進的重要一步,。1月14日,，ITER低溫泵測試設(shè)施準備調(diào)試，先拿“熱氦”試試性能,，后面再降溫測泄漏和熱損失。低溫泵用于維持裝置內(nèi)部的高真空環(huán)境,，對核聚變反應(yīng)的進行至關(guān)重要,。1月22日，西物院和ITER組織簽了偏濾器組裝集成與屏蔽模塊現(xiàn)場驗收合同,，這可是全球首個堆級別偏濾器組裝任務(wù),。偏濾器用于分離核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的雜質(zhì)和粒子，其組裝集成對于保障裝置的正常運行意義重大,。

挑戰(zhàn)也不少

不過,，ITER也碰到些麻煩。有的組件在制造,、運輸時出問題,，得返工，耽誤時間又增加成本,。比如一些高精度的零部件,，在長途運輸過程中可能因為震動等原因出現(xiàn)細微損傷，就需要重新制造和調(diào)試,。新冠疫情也造成了工期延緩,，因為當(dāng)時人員流動和供應(yīng)鏈都受到了影響。很多科研人員無法及時到崗,，設(shè)備和材料的運輸也受到限制,，導(dǎo)致項目進度延緩。按2016年規(guī)劃,，2025年首次等離子體放電（現(xiàn)在又有所推遲）,，全面運行預(yù)計10年后。雖然有波折,，但各國團隊都在努力,，朝著目標一路狂奔,。