2024年11月在法国乱窜时,无意中来到上普罗旺斯一处叫马诺斯克(Manosque)的小镇,在这里,意外了解到关于可控核聚变的一些事情。
11月26日我还发了一条微博,转述了当地一名核科学家的内容,许多人表示不可能,美法两国核电站建设能力还十分强大,对这条信息充满质疑。
这里先声明一下,我本人就是个街溜子,没读过几本书,没上过大学,啥啥都不会,更别提可控核聚变这么高级的事物,下面所有聊到的信息,都是我这个街溜子听来的,没有掺杂任何本人清澈愚蠢的观点。
熟悉我的读者们都知道,本人又土又LOW,天天只知道河北彩花相泽南田中柠檬啥的(相泽南是真的顶),不可能拥有阐述核聚变的能力,所以纯粹就是在这瞎聊,大伙就当胡乱听个热闹,千万不要当真。
瞎聊开始。
法国马诺斯克这么不起眼的小镇,藏了一个天大的国际项目,名叫ITER,全称是国际热核聚变实验堆。
ITER是一个国际组织,不是法国国内项目,所以马诺斯克大街上到处是外交车牌在那晃来晃去,还有各种形迹可疑的人在那到处打探信息——不包括本人,我纯纯只是路过。
据本地人说,这些形迹可疑的人可能就是间谍,但跟电影里那种来无影去无踪杀人于无形的间谍不一样的是,他们一眼就知道谁是间谍,而且间谍一点都不神秘,凡是没有正经工作又不是短期旅游,纯在那瞎晃悠问东问西的非本地人,他们一律默认间谍。
在ITER上班是一件非常爽的事情,法国的税率特别特别高,一般税后到手2000欧的话,公司差不多实际要支出4000欧,而在ITER上班,不用向法国政府纳税,里面的核科学家通常都有七八千欧月薪,不扣税直接到账爽到飞起,一年十万欧的收入,约等于在中国税后拿70-80万人民币年薪。
而马诺斯克常见的小别墅——我觉得这种小别墅叫农村自建房更合适一些,通常上下两层共200平,还没达到国内别墅的标准——一套通常只需要30万欧,合230万人民币,所以这里的科学家们很容易就能买一套定居。
再配一辆2万多欧,有外交牌照的小车,加上当地最贵的法餐人均也只有50欧,在镇里就可以横着走了。
而且这家机构还超级稳定,很少炒人,大部分员工都能干很长时间,中国在这干得最久的工程师,工作了18年直接退休。
每天上班时间也不长,每周35小时工作时间(此处可能记错),到点就打卡下班,平时比国企还国企。
真的要炒掉某个人,也会按N+6进行赔偿,真正是摸鱼科学家们的天堂。
总之一句话,这个ITER财大气粗,相当了不得。
那这个ITER是怎么来的呢?
这事得慢慢讲。
二战结束后,苏美两国都打算搞核聚变,但走了两条不同的路线。
1951年时,苏联这边由萨哈罗夫跟塔姆带头,研制“环形磁笼”,就是后来的托卡马克;美国这边则由莱曼·斯皮策建立普林斯顿等离子体物理实验室,研制仿星器,走两条不同的路线搞可控核聚变。
托卡马克长这样
仿星器长这样
托卡马克就是个甜甜圈,仿星器就是个天津麻花,很好记。
工作原理上,托卡马克纵向磁场非常强,由外部纵场线圈提供,然后等离子体电流贡献极向磁场。
仿星器纵向磁场和极向磁场都完全由外部线圈提供,避免了电流分布带来的不稳定性,但磁场相对弱。
大部分人应该都看不懂上面的工作原理,不要焦虑,我也没看懂,这是我百度查来的,普通人也没必要弄懂,这是核科学家们的事情,普通人这一生最重要的事情就是还房贷,这些事轮不到我们管,大家只要记住有两个不同的可控核聚变路线:一个是苏联甜甜圈,一个是美国天津麻花就够了。
冷战时苏联、美国、欧洲同时开展可控核聚变研究,但早期都没啥进展,三路科学家都搞不定,就决定一起想办法,公开交流,互相展示研究成果。
1968年8月,新西伯利亚召开国际原子能机构聚变能大会,阿齐莫维奇说苏联的T-3托卡马克电子温度搞到了一千万摄氏度,比美国普林斯顿仿星器的温度高出了10倍多。
欧美觉得这个数据太离谱,开始都不相信,阿齐莫维奇叫他们去现场检验,结果比他宣称还要离谱,比一千万摄氏度还要高许多。
大家心服口服,全世界各国都开始大建托卡马克装置,一口气建了好多个甜甜圈。
1982年德国的ASDEX托卡马克装置发现等离子体高约束模式,离成功越来越近,各国更专注托卡马克,1996年日本的JT-60U装置,甚至把温度干到了4亿摄氏度。
但是再往下研究的话,就需要建一个超级大的装置和超导线圈,装置还要能实现零下269摄氏度的极低温和上亿度的高温,其风险、成本、技术已经不是一个国家可以解决的了。
1985年,冷战已经走到了尾声,苏联那边上来的是恨不得当场自宫的戈尔巴乔夫,他去跟里根商量,说现在也该缓缓敌对情绪了,大家一起搞点东西出来吧,亲热亲热。我看那个可控核聚变项目就很好,为了全人类“清洁和近乎无限的能源供应”,我们两大强国号召号召,建个团队一起搞吧。
里根同意了,跟欧盟日本打了个招呼,大家商量商量就开始前期准备工作,ITER就这么成形了。
但这个项目实在太大太科幻了,大到1988年在维也纳启动概念设计,1992年才开始工程设计,1998年才搞定ITER装置设计,活还没开始,十三年过去了,中国这边都开始大下岗了,实物还没见着影子。
后面陆续又有中国、印度、韩国加入了这个项目,三国都是10%的股份,总体算下来是七个股东,分别是:欧盟、美国、俄罗斯、日本、中国、韩国、印度。
七个国家分别拨款,分别指派科学家加入团队,共同冲击人类的能源事业。
时间一晃到了21世纪,里根都去世一年了,ITER才在2005年定址在法国南部卡特拉舍的马诺斯克镇。
为什么选在法国呢?
因为放在美国,俄罗斯不同意;放在中国或俄罗斯,美国不同意;放在日本,中国不同意;放在印度,大家都不同意;大家从中找平衡,找来找去,就法国吧,看起来跟大家都没啥深仇大恨的样子,而且法国当时核技术确实水平高,好多中国核科学家都是要去法国深造的。
为什么选在这个小镇呢?是因为这里离法国原子能署近,办事方便。
前期所有事情搞定,2007年10月24日ITER国际组织正式成立,从构想到落地,时间已经过去了22年,各国领导人都换了好几茬,整整一代人耗干了。
什么是宏大叙事?这就是宏大叙事。
我2024年去到马诺斯克时,时间又过去了17年,差不多又是一代人的时间。
39年弹指而过,项目进行得咋样了?
目前ITER共有2000多个职员,其中1100多个科学家,1000多个行政配套(打杂)职员,忙活了17年,可控核聚变这事,还是没啥眉目。
ITER项目已经变成了一座当代巴别塔,项目完成遥遥无期。
第一个原因是技术难度大,相关产品要求高,因为工作环境极其特殊,所需要的每一个螺丝都要特别定制,单独生产要耗费上游工厂大量财力物力,制作周期也特别慢。
第二个原因是所有参与国都想获得核聚变过程的数据,有时候一个流程做完,有些国家没参与到的就要求再做一遍,最多的时候,一个流程曾经做过七遍,不断做重复工作。
第三个原因是世界各国各有各的小九九,内部政治斗争激烈。ITER里面斗得最狠的不是印度人,因为他们通常只有5年短期合同,不会在ITER呆太久,势力较弱,ITER斗得最狠的是意大利人,常常活没干完甩包袱走人,没啥责任心,逼着中核工程给他们擦屁股。
ITER曾经出现一名强悍高层,是法国犹太人Bigot,在其一手主导下,预计ITER2027年可以完工,但是一波疫情突袭全球,Bigot死在了2022年初,ITER又开始了其磨磨蹭蹭的历史进程。
最新的消息是,ITER预计2035年可以完工,但2035年到底能不能完工,大家心里都没底,甚至大家开玩笑说,这个项目可能永远不会完工。
也许对于科学家们来说,在法国这么美丽的小镇,个个都有房有车还有外交牌照,每天工作7小时周末双休,干着一份还算轻松也没有尽头的工作,安安稳稳过完一生,也不是啥坏事。
我随手拍摄的小镇风景
目前ITER项目已经烧掉了200亿美元,光每年的工资就要一亿多欧元,虽然分摊到各国都不算大钱,但200亿美元,那也是钱啊。
美国以前的曼哈顿计划也不过烧掉了20亿美元,约等于今天的300亿美元,所以ITER常常被人批评,“你们烧掉了一个曼哈顿,还啥都整不出来。”
当年制订这个项目的全球领导人,已经没有一个在世,最能活的戈尔巴乔夫,也倒在了2022年8月,但这个项目还是找不到第一阶段完成时间。
中国人一直在很努力地为可控核聚变添砖加瓦。
中核集团帮助ITER成功安装过心脏设备真空杜瓦,2024年2月,又跟ITER签署了真空室模块组装合同。
这个装置主体,由39座建筑和技术区组成,从地下12米一直延伸到地上60米,旁边另有装配大厅、控制室、液氦工厂等。
目前全球除了法国这个庞大无比的ITER,世界各国也在各搞各的可控核聚变,但进入决赛圈的,实际只有中美两国,欧日韩印都被抛在了第二第三阵营。
美国的NIF在搞激光可控核聚变,2023年7月能量输入达到了2.05兆焦耳,输出达到了3.88兆焦耳。
中国可控核聚变研究,集中在“HL-2M”和“EAST”两大工程,都走的托卡马克路线,只不过HL-2M属于最大实验设备,而EAST属于超导实验设备。
EAST在2021年时,实现了1.2亿摄氏度下长达101秒的稳定运行,表明中国在托卡马克路线取得了重要突破。
中国之所以选择托卡马克,是因为这条路线更成熟,也更安全,美国的激光核聚变则会产生大量氮氧化物、硫氧化物等有害物质,会导致环境污染和生态破坏,成本也更高。
从法国回来后,我查了查国内文献,里面有说国内搞核聚变,可以避免国际可控核聚变项目的谈判、争端、拖欠经费等人为问题,想起自己在马诺斯克知晓的信息,突然觉得这个作者就是在暗戳戳嘲讽ITER项目嘛。
为了搞可控核聚变,2023年12月,中核集团牵头24家中央、科研院所、高校等在成都成立了中国聚变能源有限公司。
新奥集团、三峡集团、东方电气、中国一重都过来协同开发,各领了第一批任务清单,中核科创基金则负责提供资金支持。
中国已明确,可控核聚变领域,是未来能源的唯一方向。
从2015年开始,中国申请相关专利开始超越美国,目前中国核聚变技术专利申请全球领先,美国次之,英国和日本再次之。
由于人类计算能力的飞速发展,实验室结查正在提速,可控核聚变目前正处于历史关键转折点。
可控核聚变前路还有多远暂不知道,但一步一步踏踏实实地走,终究是走得到的。
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