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7月28日，国际暖核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装正式启动。图为安装现场。ITER官网供图
作为我国核聚变领域第一座大科学工程装置，“中国环流器一号”为我国核聚变事业奠定了坚实基础，培养了人才步队。图为“中国环流器二号”A装置（HL-2A）。中国国际核聚变能源计划执行中央供图
7月28日，国际暖核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装正式启动。图为安装现场。ITER官网供图
在位于法国南部卡达哈什的180公顷项目工地，国际暖核聚变实验堆（ITER）重达1250吨的杜瓦底座已平稳落位于托卡马克装置基坑内临时支撑上，这意味着ITER主机设备安装拉开序幕。
7月28日，国际暖核聚变实验堆计划重大工程安装启动典礼在ITER国际组织总部举行。ITER国际组织总干事评价，这标志着ITER由此前成员国制造零部件的建设阶段正式转换到装置组装阶段。
儿歌里唱的“种太阳”，正有看被人类一点点变成现实。他们要通过ITER计划，模仿太阳产生能量的过程——将氢同位素聚合成氦，开释出取之不竭的核聚变能源。
ITER计划承载着人类和平利用核聚变能的夸姣愿看。法国总统马克龙评价，这是“未来的但愿”，韩国总统文在寅赞其为“人类历史上最伟大的科学计划”。
耗资100多亿欧元，吸引世界顶尖科学家和工程师参加，介入各方人口总和超过全球人口的一半……对于这个本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目，中国国家主席习近平在安装启动典礼的贺信致辞中说，计划实施以来，中方始终恪守国际承诺，中国企业和科研职员勇挑重担，与国际同行齐心合力，为计划的顺利推纳贡献了中国聪明和中国气力。
加进百亿“进门会费”的俱乐部
地球万物生长所依靠的光和暖，源于太阳核聚变反应后开释的能量。而支撑这种聚变反应的燃料氘，在地球上的储量极其丰硕，足够人类利用上百亿年。
假如能够制造一个“人造太阳”用来发电，人类就能够彻底实现能源自由。
理想很夸姣，现实很骨感。
一个最凸起的问题是，用什么收留器来承载核聚变？
在地球上利用核聚变能量，要求在人工控制前提下等离子体的离子温度达到1亿摄氏度以上。而目前地球上最耐高温的金属材料钨的熔化温度是3000多度。这意味着，在1亿摄氏度下，找不到艳服如斯高温等离子体的收留器。
从20世纪50年代开始，我国与国际基本同步，开始了在可控核聚变领域的研究，并于1965年在四川乐山建成了我国核聚变研究基地——西南物理研究所（今中核团体核产业西南物理研究院）。
不同的技术路线此消彼长，终极苏联科学家提出的托卡马克方案异军突起，国际核聚变界的重点研究方向随之转向了托卡马克。
上世纪80年代，作家莫然拜访位于四川乐山108级石梯荒山上的中国核聚变研究基地后这样描述：“绝管研究所的房间就像岩穴一样，但我们的科学家具有舍己的奉献精神，就在那样的环境中，他们制造出了‘中国环流器一号’，光设计图纸就有3层楼那样高。”
作为我国核聚变领域第一座大科学工程装置，“中国环流器一号”为我国核聚变事业奠定了坚实基础，培养了人才步队。
上世纪90年代，我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等糊口物资，换了苏联价值1800万卢布的T-7的半超导托卡马克装置。
在当时经济非常难题的情况下，主要依赖自己气力，对T-7及其低温系统入行了根本性改造。1994年，更名为“HT-7”的大科学装置成功研制，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。
然而，在探索过程中，越来越多国家的科研职员熟悉到，“人造太阳”科学装置规模大、建设周期长、投资本钱高，任何一个国家“关起门来搞建设”都无法解决所有困难，必需“聚四海之气、借八方之力”。
1985年，美苏首脑为此提出了ITER计划。
但在2001年之前，这个强国俱乐部一直将中国拒之门外。当时除了意识形态上的排斥，更主要是由于中国的科研水平还不高。
2001年，因为美国退出，ITER成员国出于分摊经费的考虑，但愿扩大介入国的范围。中国借此再次申请加进，2003年，正式以“同等伙伴”身份加进了ITER计划谈判——加进这个高“进门会费”的俱乐部，每个成员国要至少承诺10%的投进，约合人民币100亿元。
当时碳排放问题还没那么紧迫，雾霾和大气污染问题也没有这么严重。
“中国介入ITER，是向世界凸显中国事负责任、有能力的国家。”2017年，在“ITER十年——归顾与瞻望”会议上，科技部原部长徐冠华在归忆参加ITER谈判过程时说，“事关国家利益，中国应该积极介入国际高科技俱乐部，不能由于自身原因错失良机。”
2006年，国际暖核聚变实验堆（ITER）计划《联合实施协议》签署，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国共七方介入，计划在法国共同建造一个世界上最大的超导托卡马克实验反应堆。
这是中国以同等身份参加的最大国际科技合作项目。其中，中国承担了大概9%的采购包研制任务，包括了磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统、包层第一壁等18个采购包。
“激将法”逼出的立异
对介入谈判的中国国际核聚变能源计划执行中央主任罗德隆来说，2003年到2006年的日历表上，写满艰难、曲折。“由于这是我国第一次以同等的身份，从一开始设计游戏规则的时候就参与，对我们来说，这是新的尝试，所以每个谈判小组都当真地研究文件，当真考虑如何能够最大化地保护我们的国家利益，每次谈判前都是加班加点往讨论这些议案，讨论如何往制定高案低案，如何往把这个谈判组织好、谈好。”
罗德隆归忆，当时团队的一致意见，首先要拿下超导采购包，由于ITER是磁约束聚变装置，超导材料长短常核心的内收留。绝管能不能做出来，当时大家心里没底。
作为世界在建的最大、最复杂的托卡马克装置，ITER体积接近北京天坛祈年殿的尺寸，高30米，直径30米，重达2.3万吨。
固然我国有多个托卡马克装置，但ITER不是简朴放大，而是需要从整体设计、技术和材料等各个方面，解决全新的枢纽问题。但即使是以去小型托卡马克装置，我国一直使用的也是入口的超导材料。
“自己能做的一定要自己做，自己不能做的想办法通过立异也要自己做。”罗德隆说，这是中国在介入ITER计划中，一直坚持的理念和原则。
ITER需要的这种超导股线，需要在0.8毫米直径内拉出上万根细丝，最枢纽的是，这样精细的超导线圈，最短长度达1公里。
一方面倡导立足海内研发，另一方面为保证项目入度，罗德隆使用了“激将法”：建议承担任务的西部超导材料科技股份有限公司买一点入口的超导材料备用，理由是为了做对比验证。假如公司在一定时间内研制不出来，考虑到项目入度因素，就需用入口材料入行相关认证流动；但假如认证用了入口材料，后续出产也必需用入口材料。
“激将法”让超导公司研发团队感到了巨大压力。最初，顶多拔一两百米，线中断了，材料也废了。科研职员憋着一股劲，在有限的10个月内，终于完成了技术攻关。
“现在拉出来的丝，超过1公里还不会中断，比拟国外机能更优异。”罗德隆对竞争带来的结果很满意。
在短板领域实现破冰
因为方案调整，直接面向上亿度堆芯的“第一壁”，每平方米终极承受暖量从0.5兆瓦升至4.7兆瓦，瞬间可将一公斤的钢铁融化。我国承担了12%的ITER第一壁研制任务。
担此重任的中核团体核产业西南物理研究院牵头研发了第一壁采购包半原型部件，并在2016年景功通过高暖负荷测试,在世界上率先通过认证。鲜为人知的是，作为ITER屏蔽包层项目承担单位项目负责人，谌继明和团队为此奋斗了近12年，攻克了特殊材料、连接技术、高可靠性等一系列困难。
在“短板”的设计领域，我国也实现了破冰，中国团队设计优化提供的“中国方案”，在ITER电源采购包中大幅度增加了中方贡献份额，也为我方后期主导ITER电源系统研制、项目治理等任务奠定了好的基础。
2017年，活跃在聚变研究领域的科研职员共聚一堂，就ITER计划及全球聚变能研发的未来之路铺开讨论，国际聚变界30余位外籍专家及10余位中国专家代表起草并签署了《北京聚变宣言——支持中国聚变能发铺》，宣言以为，中国为ITER准时交付高质量部件，显示出中国在ITER中扮演了重要角色，并入一步倡导世界聚变界的科学家们为聚变能相关技术研发加强合作，为终极解决世界能源短缺和环境污染问题贡献气力。
“完成该承担的任务是恪守承诺，在整个ITER计划碰到难题，勇敢顶上，那是勇挑重担。”罗德隆说，中方与国际同行齐心合力，为计划的顺利推纳贡献中国聪明和中国气力，背后都是长时间的积累和努力。
“从不会做，到做出来，甚至比其他国家做得更好”
在最初设计版本中，蒸汽寒凝罐被设计成一个整体，安顿在ITER整个装置的顶部。
但2016年，新上任不久的ITER组织总干事主张，变更原有设计，原因是之前的设计存在较大安全隐患，必需将蒸汽寒凝罐分解成4个，在地基没建起来之前，预先埋进地下。当时地基已经开挖，这意味着蒸汽寒凝罐的出产计划和供货时间大大提前。
原来的蒸汽寒凝罐供货方临时“撂挑子”，按照程序，ITER组织对所有介入方公然招标。
中广核工程有限公司牵头与姑苏天沃科技股份有限公司组建联合体，首次通过国际竞标直接获得ITER这项任务。从投标开始到最后定期交货这2年多的时间里，联合体两家单位克服出产周期短、设计变更大、尺度要求高、协调接口多等诸多难题，保证了项目入度。
这样的故事还有良多。
PF6线圈是目前国际上研制成功的重量最大、难度最高的超导磁体，相称于两架波音747飞机的重量，对ITER正常运行起着至关重要的作用。
中科院合肥研究院等离子体所历时6年，完成了该部件的研制工作。所有枢纽制造工艺及部件全部一次性通过ITER国际组认证。
大约在2018年，一项更重大的任务在向中方招手。ITER组织发布了主机TAC1安装标段工程招标书。
“这是ITER实验堆托卡马克装置最重要的核心设备安装工程，也是ITER迄今为止金额最大的合同工程。”罗德隆告诉记者，ITER有良多安装包，但TAC1安装标段工程比如核电站核岛里的反应堆、人体心脏，重要性不问可知，主要工作是安装杜瓦结构及杜瓦结构和真空收留器之间所有的系统。
工程的难度也不同平常。作为托卡马克装置压力收留器的底座，杜瓦底座吊装重量1250吨，设备终极就位偏差不超过2毫米。
与以去不同的是，中核团体牵头的中法五家成员单位组成中法联合体共同应标并终极中标。
“我们对这个比较感爱好，最主要的是这个采购包最能体现技术能力和治理能力，综合权衡后，我们决定集中气力投这个标。”中国核电工程有限公司副总经理李强连用两个“首次”来形收留事件的划时代意义——中国核能单位首次以工程总承包形式成功介入国际大科学工程项目、我国第一次介入国际大型核科研举措措施建设。
“通过介入ITER计划，良多东西我们都是从原来不会做，到做出来，并做得更好，甚至比其他国家做得更好。”罗德隆总结，通过国际合作，中国在国际核聚变舞台上有了更大话语权。
在中国，一定有一盏灯被聚变之能点亮
“当某一天可控聚变实现了，将为人类提供取之不绝的清洁能源，同时研发过程中的那些中间技术也将极大推动社会经济的发铺。”中核团体核产业西南物理研究院院长段旭如说，作为大科学工程，“人造太阳”依靠良多学科的发铺，它的发铺又能推动这些学科的发铺。
罗德隆没想到，当年的无心栽柳之举，却催生了海内聚变工业链。甚至在业内，给ITER供过货的企业，已成为不需认证的高质量产品代名词。
经历过“激将法”的西部超导，在海内外市场上积极拓铺超导材料应用领域，特别是顺利成为西门子核磁共振超导线材合格供给商。
“加进ITER前，国际主流聚变会议上，几乎没有我们的声音。如今，越来越多中国学者获邀在大会做主题讲演、口头讲演，甚至担任会议主席。”但罗德隆说，加进ITER后，中国逐渐走向世界聚变舞台的中央。
借助我国首个偏滤器位形的核聚变实验装置（HL-2A）和世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置（EAST）这两个大科学装置，我国与全球120多个聚变研究机构建立了合作。每年均匀有500人次国际专家访问我国，开铺与海内相关聚变研究机构的合作研究。
“ITER并不是一个直接贸易应用的发电站，而是一个实验堆，就是要让科学家往做实验，探索和平利用聚变能发电的科学和工程技术可行性，为实现聚变能贸易应用奠定基础，否则就是给别人做嫁衣。”罗德隆说，加进ITER计划的另一大任务，就是培养人才。
ITER推入过程，也是中国核聚变工程技术人才与团队持续贮备的过程。
最初，中国在ITER组织里的工作职员只有20名，是各国中总人数起码的。按照中国9%的贡献比例，应有40—50名的职员配额。如今，ITER组织中方人员数目持续上升，占比近10%，为欧盟外的六方之首。
截至2016年底，超过3400名科学家和2700名研究生介入了ITER专项海内研究项目，他们将为我国未来自主开铺核聚变示范堆乃至商用堆设计、建造奠定人才基础。
跟着我国磁约束聚变领域科学技术水平的快速晋升，我国科学家还提出了我国核聚变能源研究发铺的建议路线图，好比瞄向更加长遥的未来——中国聚变工程试验堆CFETR。
罗德隆说，加进ITER俱乐部，不仅出于战略能源考虑，更重要的是，通过这样一个国际化的平台，中国在若干高新技术领域、人才培养、项目治理等方面实现了跨越式发铺。
“未来，在科学研究上，可预见的障碍大多都是能克服的，问题是，一定还存在着不可预见的难题，好比说今年的疫情，对整个项目的入度会有一些影响。”但罗德隆说，“目前大家仍是有决心信念，在2025年底实现第一等离子体放电。”
“ITER”一词在拉丁语中意为“路”，归顾过往，人类熟悉核聚变的路已经走了良久。
有人问：“在我们的有生之年，能不能望到一个真正的人造太阳？”
中国工程院院士李建刚坦言，要将成果真正投进商用、变成每家每户可以用的电，可能至少还需要几十年，但他坚信：“在我的有生之年，一定有一盏灯能被聚变之能点亮。这一盏灯，一定要，也只能在中国”。（记者 陈 瑜）
