7月4日消息，当地时间周三上午，国际热 核聚变 实验 反应堆（ITER）组织宣布了一件早已为人所知的事情：世界上最大的 托卡马克 项目将进一步延期，人们期待已久的核聚变机器运行至少推迟十几年时间。
ITER是一个巨大甜甜圈形状的磁聚变装置，也被称为托卡马克。托卡马克利用 磁场 来控制超高温等离子体，从而诱导出核聚变。核聚变是两个或两个以上的轻 原子核 结合形成一个新原子核的反应，在这个过程中能释放出巨大能量。科学家认为核聚变是一种潜在可行的无碳能源，但成为现实还需要克服许多工程和经济方面的挑战。
ITER项目之前的基线（时间框架和里程碑）是在2016年制定的。2020年，突如其来的全球疫情中断了ITER的大部分工作，导致项目进一步推迟。
据《科学美国人》报道，ITER项目的成本是最初估计的四倍，最近数据显示项目开支超过220亿美元。在周三早些时候的新闻发布会上，ITER项目总干事彼得罗·巴拉巴斯基(Pietro Barabaschi)解释了项目推迟的原因和更新的项目基线。
巴拉巴斯基说：“自2020年10月以来，我们已经向公众和利益相关者明确表示，2025年实现首次等离子体实验不再可能。”“新的基线已经重新设计，优先考虑如何启动研究操作。”
巴拉巴斯基表示，新基线将降低操作风险，并为使用氘-氚的聚变反应设备做好准备。他说，与其在2025年进行“短暂、低能量的机器测试”，还不如将更多时间用于调试实验设备，并增加更多的外部加热能力。全磁能运行被推迟了三年时间，从2033年推迟到2036年。氘-氘聚变操作仍将按原计划在2035年前后进行，而氘-氚聚变操作将推迟四年，从2035年推迟到2039年。
ITER由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等成员国出资建设。目前项目进展缓慢，成本也比最初预计的要高。
本周早些时候，ITER组织宣布，托卡马克中用于约束等离子体的巨型磁铁环形磁场线圈已全部交付，这是项目启动20年来的一个重要时刻。这些17米高的巨型线圈将被冷却到零下269摄氏度，围绕在装有等离子体的容器周围，使ITER科学家能够控制内部的聚变反应。
ITER基础设施的规模和投资金额一样庞大。目前现存最大的冷质量磁体是欧洲核子研究中心阿特拉斯实验的一个370吨部件，但ITER新交付的全部磁体冷质量为6000吨。
ITER的预期目标是展示实现工业规模核聚变所需的集成系统，达到所谓Q≥10（核聚变装置输出能量与输入能量的比例）的科学基准，即为机器内的等离子体提供50兆瓦的加热功率，机器能输出500兆瓦的聚变功率；此外，设备稳态运行过程中能实现Q≥5。这些目标都不容易实现，但实验室环境中科学家用托卡马克和激光进行的核聚变实验，正在帮助人们逐步接近产生能量比反应本身所需能量更多的聚变反应。
但核聚变在科学层面的可行性与满足全球能源需求的实际应用还存在巨大差异。人们老生常谈的是，核聚变能成为能源永远是50年之后的事情。它永远超越了当下技术，人们总是被告知“这次会不一样”。ITER项目的目的是验证核聚变能源的技术可行性，但重点并不在于经济可行性。对于人类来说，经济可行性是另一个棘手问题，核聚变发电不仅要成为一种技术上可行的能源，还要成为能并入电网的能源。
巴拉巴斯基还提到，ITER托卡马克存放等离子体的容器内壁材料现在将从铍改成钨，“因为很明显，钨与未来的展示机器以及最终的商业聚变装置更相关。”事实上，早在今年5月份，法国超导托卡马克装置WEST就使用钨作为内壁材料，使等离子体维持了比太阳核心温度高3倍的时间长达6分钟。韩国的KSTAR托卡马克也用钨制成的材料取代了碳。
正如此前报道的那样，核聚变是一个值得研发的领域，但让人类摆脱化石燃料、作为主要能源不应该依赖它。科学在进步，但核聚变永远是一场超长距离马拉松，而不是短跑。（辰辰）
“人造太阳”如能永耀，人类将彻底解决能源问题
人造太阳如能永耀，人类将彻底解决能源问题全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功打破纪录，实现了1.2亿摄氏度等离子体运行101秒和1.6亿摄氏度等离子体运行20秒，进一步证明了核聚变能源的可行性。 核聚变是轻原子核如氢的同位素氘和氚聚合为较重原子核如氦的过程，会损失一定质量并转化为巨大能量。 太阳就是一个巨大的热核聚变反应炉。 人类对核聚变的研究已有大约100年的历史。 1932年，马克·奥利芬特实现了氢同位素的实验室聚变，而1952年氢弹试验成功，这是人类历史上第一次利用核聚变。 然而，这种聚变方式剧烈且不可控，且输入能量大于输出能量，不适合用于发电。 太阳的聚变反应靠重力约束，但需要巨大的空间来容纳高温物体。 地球没有足够的空间来实现大规模的聚变，因此需要其他方法。 磁场是一种可行的方法，托克马克装置就是利用磁场来约束等离子体并实现受控核聚变。 自1940年代末起，各国开始对聚变发电的可行性进行研究，并开发了多种磁笼。 托克马克装置在1980年代成为聚变能研究的主流。 中国的EAST装置自2006年建成以来，取得了一系列重要成果，开始在国际磁约束聚变研究中起到引领作用。 然而，核聚变所需的技术、资金和人力投入巨大，往往超出一国的承受能力。 ITER项目是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，旨在实现氘氚放电自持300-500秒，并预期达到500MW的功率。 尽管核聚变被认为能带来无限的清洁能源，但商业化仍非常遥远。 过去几十年的研究表明，实现实用的商业价值还有很长的路要走。 核聚变的实现将根本改变人类的生活，为高耗电行业提供无限能源，降低产品成本，改善地球环境。 然而，这一前景虽然诱人，但道路仍然漫长且充满挑战，需要科学家的继续努力和探索。
求世界上最大的核反应堆
1. 国际热核实验反应堆（ITER）是世界上最大的核聚变反应堆。 2. 燃气－蒸汽轮机联合循环是一种将燃气轮机和蒸汽轮机结合在一起的热机装置，有时简称为联合循环。 3. 为了提高热机效率，需要尽可能提高加热温度和降低排热温度。 然而，蒸汽轮机和燃气轮机的热力循环都无法很好地满足这些要求。 4. 将燃气轮机和蒸汽轮机结合起来，利用燃气轮机的排热来加热蒸汽，可以同时获得高加热温度和低排热温度的双重优势。 5. 燃气轮机是一种以内燃式动力机械为特征的旋转叶轮式热力发动机，它使用连续流动的气体作为工质来带动叶轮高速旋转。 6. 柴油机是一种使用柴油作为燃料的内燃机，属于压缩点火式发动机，也常被称为狄塞尔引擎。 7. 柴油机在工作时吸入气缸内的空气，并将其压缩至500～700℃的高温。 随后将燃油以雾状喷入高温空气中，形成可燃混合气并自动着火燃烧，释放的能量推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。 8. 喷水推进装置通常安装在小型船舶上，适用于吃水浅的船只，多用于较浅的河流。 由于没有螺旋桨，因此不会担心船底部触河底导致螺旋桨损坏。 9. 常见的水上摩托采用此类推进器，其优点在于无需担心被螺旋桨砍伤。
反应堆技术迎来突破，可控核聚变离我们还有多远？
1. 核聚变实验取得突破在JET实验中，研究人员成功将氘和氚气体加热至1.5亿摄氏度，并在磁场中约束高温等离子体，实现了氢同位素的核聚变，释放出能量。 这项实验由位于英国卡勒姆聚变能源中心的JET进行，由欧洲聚变能源发展联合会（EUROfusion）负责运营。 2. ITER项目推动核聚变技术发展ITER项目是一个国际合作的核聚变研究计划，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同参与。 该项目的目标是建成世界上最大的托卡马克装置，以推动核聚变技术的发展。 3. 核聚变在气候变化应对中的潜力核聚变作为一种低碳、可持续的基荷能源来源，具有巨大的潜力。 它不会产生二氧化碳或其他温室气体，释放的能量比传统的化石燃料高得多，且产生的核废料较少。 4. 资本涌入核聚变领域随着大量资本的涌入，核聚变领域的技术突破可能提前出现。 据不完全统计，2021年，美国核聚变领域吸引了高达23亿欧元的投资。 5. 核聚变产业的扩张目前，美国、英国等国家的私营企业已经开始投资核聚变技术的研发。 全球在运营、在建和计划建设的核聚变装置数量正在增加，显示出核聚变产业的扩张趋势。 6. 核聚变技术的商业化挑战尽管核聚变技术显示出巨大潜力，但要实现商业化应用仍面临挑战。 目前，核聚变反应所需的能量投入仍高于产生的能量输出，这意味着距离核聚变技术的商业化应用还有很长的路要走。
