核聚变项目难以整合各部分

合同问题可能导致耗资 194 亿美元的 ITER 项目进一步延误,该项目旨在展示核聚变作为能源的可行性

据《自然》杂志获悉,由于各机构在完成设计和与工业伙伴签署价值数亿欧元的合同方面遇到困难,世界上最大的科学项目正面临进一步延误的威胁。

ITER 是一个旨在展示核聚变作为能源的可行性的庞大项目。该装置由一个称为托卡马克的甜甜圈形反应堆组成,它被超导磁体包裹,这些磁体挤压并将氢同位素等离子体加热到聚变点。结果应该能够实现迄今为止任何实验都未能实现的目标:受控释放的能量是消耗能量的十倍。

这就是梦想。但到目前为止,ITER 主要消耗的是金钱和时间。自七个国际合作伙伴于 2006 年签署加入该项目以来,价格已大致翻了三倍,达到约 150 亿欧元(194 亿美元),最初的完成日期已推迟四年至 2020 年末。许多延误和成本增加都来自于 2009 年完成的广泛设计审查(请参阅“聚变梦想延迟”)。


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现在,熟悉该项目的消息人士警告说,购买 ITER 众多部件的复杂系统可能会使该项目进一步落后于计划。ITER 的合作伙伴不是提供现金,而是承诺以“实物”贡献机器的部件。来自世界各地的磁体、仪器和反应堆部分将被拼凑在一起,在法国南部圣保罗-莱迪朗斯的中心地点组装。由于没有一个机构掌握资金,机器部件的设计面临着中央 ITER 组织和国家“国内机构”之间曲折的来回拉锯,这些机构确保当地公司获得 ITER 部件的合同。

托卡马克的问题最为突出,它是最终容纳 ITER 的中心结构。建筑物的建造本应由欧洲的国内机构“聚变能源机构”(F4E)承包。但是 ITER 组织无法告诉该机构需要建造什么,ITER 技术总监雷姆·汉格说,直到它从其他国内机构收到关于建筑物必须容纳的众多系统和子系统的数据为止。汉格说,当他在 2011 年到达时,这个过程严重滞后。“国内机构没有提供任何数据。”

然而,汉格表示,该项目仍然坚定地按计划进行,他正在努力弥补失去的时间。一个工程师工作组正在逐层完成托卡马克建筑设计,以最终确定。他说:“我们每一层都有一个截止日期,我们正努力实现它。”最终设计将于明年三月完成,但为了使项目按计划进行,F4E 必须在今年年底前招标施工合同。

合同妥协
F4E 在另一个关键合同上也遇到了麻烦,即用于包裹机器周长的巨型极向场线圈。这些线圈是 ITER 中最大的线圈之一,最底部的线圈必须在机器组装之前完成。ITER 组织于 2009 年授权采购这些线圈,但 F4E 的招标只收到法国公司 Alstom 和德国公司 Babcock Noell 的一份联合报价。

据多位消息人士称,由于报价远高于该机构的成本预期,F4E 拒绝了该报价,他们因招标过程的敏感性而拒绝透露姓名。阿尔斯通发言人伊莎贝尔·图兰肖表示,该投标在“长期而艰难的技术和商业谈判”后失败了。F4E 发言人阿里斯·阿波罗纳托斯表示,该合同现在将分为七部分,以使其对竞争对手更具吸引力并重新招标。他说,本月早些时候的一次会议引起了 27 家公司的兴趣。

尽管日程安排很紧张,汉格和阿波罗纳托斯都表示,他们不会在下个月在法国卡达拉什举行的 ITER 理事会会议上要求更多时间。阿波罗纳托斯说:“我们仍然致力于在所有方面按 ITER 的计划交付成果。” 汉格说,ITER 组织总干事 Osamu Motojima 已经在考虑“简化组装”,进一步剥离机器的初始精简版本,以使项目保持在轨道上。汉格说:“只有在绝对必要的情况下,我们才会要求更多时间。”

但是坚持启动日期可能会延迟首次发电实验,现在计划在 2027 年末或 2028 年初进行。这些实验需要一种称为氚的氢放射性同位素在现场生产。汉格说,为了保持当前的预算和计划,必要的氚工厂可能不得不推迟。他说,这种延迟在政治上可能是不可接受的。“我们必须找到弥补潜在时间延迟的方法。”

本文经 《自然》杂志许可转载。该文章于 2012 年 10 月 26 日首次发表

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