核聚變專案難以整合各部分

合同問題可能導致耗資 194 億美元的 ITER 專案進一步延誤,該專案旨在展示核聚變作為能源的可行性

據《自然》雜誌獲悉,由於各機構在完成設計和與工業夥伴簽署價值數億歐元的合同方面遇到困難,世界上最大的科學專案正面臨進一步延誤的威脅。

ITER 是一個旨在展示核聚變作為能源的可行性的龐大專案。該裝置由一個稱為託卡馬克的甜甜圈形反應堆組成,它被超導磁體包裹,這些磁體擠壓並將氫同位素等離子體加熱到聚變點。結果應該能夠實現迄今為止任何實驗都未能實現的目標:受控釋放的能量是消耗能量的十倍。

這就是夢想。但到目前為止,ITER 主要消耗的是金錢和時間。自七個國際合作夥伴於 2006 年簽署加入該專案以來,價格已大致翻了三倍,達到約 150 億歐元(194 億美元),最初的完成日期已推遲四年至 2020 年末。許多延誤和成本增加都來自於 2009 年完成的廣泛設計審查(請參閱“聚變夢想延遲”)。


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現在,熟悉該專案的訊息人士警告說,購買 ITER 眾多部件的複雜系統可能會使該專案進一步落後於計劃。ITER 的合作伙伴不是提供現金,而是承諾以“實物”貢獻機器的部件。來自世界各地的磁體、儀器和反應堆部分將被拼湊在一起,在法國南部聖保羅-萊迪朗斯的中心地點組裝。由於沒有一個機構掌握資金,機器部件的設計面臨著中央 ITER 組織和國家“國內機構”之間曲折的來回拉鋸,這些機構確保當地公司獲得 ITER 部件的合同。

託卡馬克的問題最為突出,它是最終容納 ITER 的中心結構。建築物的建造本應由歐洲的國內機構“聚變能源機構”(F4E)承包。但是 ITER 組織無法告訴該機構需要建造什麼,ITER 技術總監雷姆·漢格說,直到它從其他國內機構收到關於建築物必須容納的眾多系統和子系統的資料為止。漢格說,當他在 2011 年到達時,這個過程嚴重滯後。“國內機構沒有提供任何資料。”

然而,漢格表示,該專案仍然堅定地按計劃進行,他正在努力彌補失去的時間。一個工程師工作組正在逐層完成託卡馬克建築設計,以最終確定。他說:“我們每一層都有一個截止日期,我們正努力實現它。”最終設計將於明年三月完成,但為了使專案按計劃進行,F4E 必須在今年年底前招標施工合同。

合同妥協
F4E 在另一個關鍵合同上也遇到了麻煩,即用於包裹機器周長的巨型極向場線圈。這些線圈是 ITER 中最大的線圈之一,最底部的線圈必須在機器組裝之前完成。ITER 組織於 2009 年授權採購這些線圈,但 F4E 的招標只收到法國公司 Alstom 和德國公司 Babcock Noell 的一份聯合報價。

據多位訊息人士稱,由於報價遠高於該機構的成本預期,F4E 拒絕了該報價,他們因招標過程的敏感性而拒絕透露姓名。阿爾斯通發言人伊莎貝爾·圖蘭肖表示,該投標在“長期而艱難的技術和商業談判”後失敗了。F4E 發言人阿里斯·阿波羅納託斯表示,該合同現在將分為七部分,以使其對競爭對手更具吸引力並重新招標。他說,本月早些時候的一次會議引起了 27 家公司的興趣。

儘管日程安排很緊張,漢格和阿波羅納託斯都表示,他們不會在下個月在法國卡達拉什舉行的 ITER 理事會會議上要求更多時間。阿波羅納託斯說:“我們仍然致力於在所有方面按 ITER 的計劃交付成果。” 漢格說,ITER 組織總幹事 Osamu Motojima 已經在考慮“簡化組裝”,進一步剝離機器的初始精簡版本,以使專案保持在軌道上。漢格說:“只有在絕對必要的情況下,我們才會要求更多時間。”

但是堅持啟動日期可能會延遲首次發電實驗,現在計劃在 2027 年末或 2028 年初進行。這些實驗需要一種稱為氚的氫放射性同位素在現場生產。漢格說,為了保持當前的預算和計劃,必要的氚工廠可能不得不推遲。他說,這種延遲在政治上可能是不可接受的。“我們必須找到彌補潛在時間延遲的方法。”

本文經 《自然》雜誌許可轉載。該文章於 2012 年 10 月 26 日首次發表

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