核电前沿技术迷局 第一代到第四代问题不断变化

核聚变：不会是终极

国际热核聚变实验反应堆（ITER）被人们形象地称为人造太阳，其目的是建造一个聚变实验堆，探索利用聚变能发电的科学和工程技术可行性，为实现聚变能商业应用奠定基础。

中国工程院院士万元熙是ITER科学技术顾问委员会主席和总体控制与协调中方代表。在接受《科学时报》记者采访时，他表示，半个多世纪以来，核聚变研究在全世界核聚变界的共同努力下，取得了重大进展，而其最大的成绩就是建设了ITER。

万元熙并不讳言，对于ITER，在国内和国际上都一直存在着支持和反对两派。他认为，反对的主要原因是因为ITER需要吸纳相当多的科研经费，而这会影响到其他项目的经费投入。“实际上，反对者很多都不是这个领域的。”万元熙说。

ITER是托卡马克型聚变实验反应堆。托卡马克是俄语环形磁容器的简称，是核聚变物理实验装置，其原理是利用环向磁场对等离子体进行约束，在这个环形磁容器内将聚变燃料加热至极高温，进而实现可控核聚变。

2006年9月26日，由万元熙主持完成的EAST超导托卡马克聚变实验装置首次成功放电，标志着世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置已在中国首先建成并正式投入运行。对此，万元熙谦虚地表示：“如果将ITER比作未来的大天鹅，那EAST就是小麻雀。麻雀虽小五脏俱全，EAST装置对ITER的物理基础和运行，特别是在长脉冲稳态运行方面将作出重要贡献，因而受到世界的重视。”

对于EAST的目标，万元熙作了这样一个比喻，如果将ITER初期释放能量的方式比作一闪一闪的霓虹灯，而EAST想做的就是为ITER连续运行提供某些物理和工程技术基础。虽然目前ITER距离未来实用能源还有一段距离，但EAST可以提供一些先行的经验。

万元熙自豪地表示，现在全世界研究核聚变最著名的研究所所长都来和我们中国年轻的所长一起探讨工作，这说明中国确实已开始在核聚变研究方面发挥作用。

万元熙认为，对ITER来说，最重要的是要用一切办法实现稳态运行，以便能够获得可供人类使用的聚变能量，而不仅仅是短暂的聚变功率。这不只是研究的问题，还在于各国投多少钱。因为ITER现在已经不只是摆在实验桌上的设备，而是需要在最后工业化应用之前进行中试、大试，而这必然需要投入大量经费。“虽然20年前ITER就已具备物理工程基础，但因为风险大、需要的经费多，所以一直在探讨，没有及时作出建造决定”。

2006年，欧盟、美国、俄罗斯、日本、中国、印度和韩国7方签订了建造ITER的合作协议，标志着该项目的启动。ITER项目预期持续30年，10年做工程建设，20年用于运行，最初估计建造总经费约50亿欧元，其中欧盟承担约46%，其余6方各承担9%。

然而，今年5月，欧盟委员会发布的一份备忘录称，ITER项目经费由于材料费用剧增和增设安全设施等诸多因素，导致欧盟自己的预算经费严重不足，外界因此议论：经费增加可能使项目面临下马危险。

对此，万元熙表示，目前这一问题已得到妥善解决。今年7月27日～28日，在法国卡达拉舍召开的ITER理事会特别会议上，各参加国已批准ITER项目建设的总经费计划。作为参加ITER项目的一方，欧盟自己将从第七框架计划（FP7）2012～2013年的研究经费中重新分配4.6亿欧元用于ITER项目，此外再从欧盟尚未使用的预算中转移4亿欧元，剩余5.4亿欧元来源将在2010年10月进行预算协调时予以确认。至此，ITER项目经费问题已尘埃落定，全部经费约增加20%左右。

谈及核裂变与核聚变的关系，万元熙坦陈，核聚变是未来能源，目前不可能替代裂变。在提供能源方面，核裂变和核聚变技术的发展并不会冲突，而是可以互相促进。“而且，就核反应或核技术而言，目前以氘氚为基础的核聚变也不会是终极。未来也许还会出现更有挑战、更加理想的核聚变能源，为人类提供更加‘清洁’的新能源”。

据介绍，快堆技术之所以能够破解铀资源难题，是因为快堆的燃料不是铀235，而是钚。钚产生裂变反应时放出来的快中子，被装在快堆堆心外围再生区的铀238吸收，变为铀239。铀239经过几次衰变后转化为钚239。在大型快堆中，平均每10个铀235原子核裂变可使12至15个铀238转变成钚239。这样，钚239裂变，在产生能量的同时，又不断地将铀238变成可用燃料钚239，而且再生速度高于消耗速度，核燃料会越烧越多，快速增殖，所以这种反应堆又称快中子增殖堆。