世界热核聚变试验堆（ITER）的预算本钱已达 200 亿美元，开展也现已延迟了十数年。连项目领导人也无法说明这个世界最大的可控核聚变试验项目还需求多少钱，多久能竣工。
坐落法国南部制作中的世界热核聚变试验堆（ITER）。相片上是两个巨型超导磁体。这样的超导磁体一共 18 个，将组成 ITER 的“心脏”——重达 2 万 3 千吨的托卡马克设备。等离子体将被束缚在托卡马克内部，通过加热来发动热核聚变反响，取得能量的净输出。图片来历：©ITER Organization
这或许是一项全新的世界纪录，不过当事人或许提都不肯提。在法国南部，一个由 35 个国家一同参加的合作项目正试图完结有史以来规划最大、最为狼子野心的科学试验：一个被称为世界热核聚变试验堆（ITER）的巨型核聚变发电项目。可是，以高出太阳内核十倍的温度“焚烧”等离子体，让这颗熊熊焚烧的“人工太阳”一次能发生继续数秒的净能量输出，并为核聚变动力在其他方面的运用供给壮丽且不计其数的先决条件，现已不是 ITER 肯定能打破的记录了。恰恰相反，ITER 正滑向创纪录的灾祸边际，它的工期不断推延，预算超标，成果或许会成为历史上最延迟、本钱胀大也最厉害的大科学项目。
ITER 旨在协助人类到达脱节化石燃料，树立一个由核聚变动力供能的世界的愿望。这种获取能量的方法与恒星焚烧发光的进程相同，开端想象呈现在上世纪 80 时代中期，大设备一旦建成，将是一个巨型环状高科技容器，名为为托卡马克（tokamak）。它内部的氢会在极点高温下被电离，构成等离子体而非气体。在托卡马克设备中来回络绎的强磁场与电场包围着等离子体云，在操控它的一同不断加热，让其间的原子彼此磕碰、交融，释放出巨大能量。但要完结这一豪举，坐而论道明显更简单些。从上世纪 50 时代起，核聚变设备现已越变越大，功率也越来越强，但还没人能将这全能动力输入电网。ITER 是有史以来规划最大、最微弱的核聚变设备，其设计者们想通过它终究证明核聚变电厂能实在落地。
ITER 项目正式发动于 2006 年，参加其间的各世界合作方赞同筹集约 50 亿欧元（其时约合 63 亿美元）的资金，以十年为期，方案 2016 年投入运转。现在，ITER 最新的官方预估本钱现已超越了 200 亿欧元（220 亿美元），名义上两年后可发动。可是，通过法令途径取得的最新文件显现，这些数字早就失效了：ITER 不只面对着数年的额定延误，内部人员还在逐步构成一项一致——项目剩下的技能挑战将导致预算螺旋式上升，ITER 或许会面对失控，乃至影响到未来的成功运转。
该文件是为一年前 ITER 的管理机构 ITER 委员会的一场非揭露会议所起草，其内容标明，在其时，项目就得延期三年，是六个月前内部预估时刻的两倍。自这些文件成文现已曩昔了一年，原本现已很严峻的音讯现在愈加糟糕。可是，ITER 安排内无人能供给延期的详细时刻，更不用说由此发生的额定费用了。美国动力部（U.S. Department of Energy）担任该国参加 ITER 的部分，他们也说不清楚。咱们就此事曾联络过动力部的官员，但到本文宣告之日，动力部并未做出回复。
导致最近这一次延期的问题从几年前就呈现了。ITER 安排供认的确出问题的速度却极端缓慢。直到 2022 年 7 月初，ITER 官网仍宣告整个设备将在 2025 年 12 月发动。之后，这个日期被标上星号，宣称将会批改。现在，这个日期连同星号一同消失于官网之上。ITER 领导人也很少泄漏哪里出了什么差错。2017 年 2 月，时任 ITER 总干事的伯纳德·比戈特 （Bernard Bigot，2022 年在任上去世）与美国动力部代表评论了项目开展。“ITER 一直在推动，”他说，“咱们废寝忘食，一切顺利。”他给出的开展表标明一切都在按方案开展。ITER 复合体的地基已根本竣工，采用了由数百块减震橡胶板和金属层压板组成的防震体系。尔后，反响堆自身的拼装方案于 2018 年开端。就在比戈特讲出“一切顺利”的一同，反响堆的两个最主要部件：包裹甜甜圈状托卡马克设备的大型磁线圈和组成托卡马克设备墙面的大部分真空容器估计别离在一个月内和年底之前装运发送。可是，磁线圈还需求三年的时刻才干竣工，真空容器也是如此。这两大部件终究别离于 2020 年 1 月和 4 月制作完。事实上，设备的大部分部件都延期了一两年乃至更久。很快，ITER 官方的拼装发动时刻从 2018 年推延至 2020 年。
2021 年底，ITER 委员会悄然要求修正项目开展和本钱预算，终究在 2022 年 6 月的一场内部会议中发布了出来，也便是总干事比戈特因病去世的一个月之后。过了几个月，我向ITER的新闻通讯担任人拉班·科布伦茨（Laban Coblentz）问询修正后的开展表，他像该项意图其他人相同回绝泄漏，也不供给任何关于延期或本钱超标或许形成的严重结果的提示。科布伦茨标明，比戈特的去世让 ITER 陷入了“适当苦楚的领导层过渡期”，也让修订开展表变得毫无意义。他说：“这与供给给您的 2022 年 6 月 ITER 委员会撒播的内部文件没有关系，那份文件已失掉效能，内容也不再准确。”
为了回应这一阻遏行为，今年初我依据美国信息自在法案提起诉讼，要求揭露 ITER 预期的开展和本钱问题。到今天，诉讼已部分成功。法庭提取到部分通过修改的文件，提示了 2021年 11 月 ITER 内部预算的成果——项目现已延期 17个 月。直到 2022 年 6 月的委员会会议，延期时刻翻了一倍，大约需求 35 个月，满足为 ITER 早已臃肿不胜的本钱再添加数十亿美元。但时刻开展不能反映出其他或许导致更长延期的事情。
一改再改的 ITER 项目开展时刻表，蓝线标明不断拖后的工程完毕时刻，绿色圆点标明不断胀大的本钱预算，来历：Amanda Montañez; Charles Seife
除了 ITER 的一些部件远远落后开展，一些设备体系也呈现了缺点。ITER 的液氦制冷剂需求隔热层令其一直处在低温状况，托卡马克的墙面也需求这些隔热层的维护。但后者由于焊接点与清洗金属的酸发生反响而腐蚀裂开。“总而言之，要移除约 20 公里长的极薄管道，并进行替换，大部分状况下需求修正隔热层，小部分状况下需求将它们替换成全新的。”科布伦茨说，“不过那不是 ITER 协议中的高本钱部件。”除此之外，一些真空容器部件就像拼图相同，需求严丝合缝地设备起来，精度到达亚毫米级，可是制作出来的制品精度并没有到达要求。“合理来说，你能够称之为制作缺点。”科布伦茨弥补道。2022 年 11 月，ITER 安排不只决议间断真空容器的拼装作业，还要移除早已设备好的部分以进行修正。即便如此，美国橡树岭国家试验室（Oak Ridge National Laboratory）ITER 项目美国部分的项目主任凯瑟琳·麦卡锡（Kathryn McCarthy）依然向国会作证：ITER “继续的项目开展向咱们标明，他们能在巨轮般的核聚变组件上完结毫米标准的工程精度。”
窘境远不止于此，2022 年 1 月，法国核安全局（ASN）彻底叫停了 ITER 的拼装工程。在很多问题中，ASN 并不信任方案设备在反响堆周围的防辐射屏障数量是否满足，在 ITER 能证清晰保人员健康安全之前，ASN 不答应继续拼装。可是，添加更多的防辐射屏障或许会添加分量，然后超出橡胶-金属防震地基所能接受的规划。“ASN 将依据 ITER 安排按要求供给的自证文件，重新考虑免除托卡马克拼装的暂停令。”ASN 发言人伊万婕拉·佩蒂（Evangelia Petit）在邮件中如此回复我。ITER 被要求有必要最早处理生物防护问题，以应对辐射要挟。可是，科布伦茨标明这样的僵局是“过度维护主义”导致的，并主张先答应 ITER 以低功率运转一段时刻，以确认辐射损害程度，有了全面了解后，再切换至高功率运转。
2022 年底，ITER 总干事比戈特的继任者皮耶特罗·巴拉巴希（Pietro Barabaschi）供认真空容器和隔热层问题极大影响了 ITER 竭力宣扬的初次运转时刻。“咱们当然十分清楚开展和本钱问题的结果，这两方面的影响不会小。”2022 年 11 月，他在一场新闻发布会上这样讲到。可是，延迟时长及其导致的本钱仍不清晰，并且巴拉巴希的声明还没解说供应链问题，也没有谈到尚无任何改善的监管。
2023 年 3 月，ASN 发现一些焊工的资质是假造的，他们的作业是在金属部件之间完结核电厂级其他焊接。随后，ITER 官方制止供给焊接服务的供货商在施工场所随意走动，但 ASN 要求 ITER 整理与承包商有关的一切状况，并提交一份解说资质造假的影响陈说。科布伦茨信任，2022 年评论的组件推延和供应链问题或许会形成约 3 年的延期，而真空容器缺点部件和隔热罩或许会导致 2 年的延期，但这两个时刻不会叠加起来，其间许多问题能够一同处理好。事实上，他标明 ITER 初次发生等离子体时（也便是试验堆开端运转之日）有些设备是不必要的，因而 ITER 安排或许会在那之后再开端设备余下的设备，不过这个时刻点或许现已不再适用于当时的状况了。
等候的时刻无论是四年、五年乃至更久，ITER 都不是仅有一个面对很多延期、本钱增加以及方针搬运的大科学项目。其支持者标明，当咱们测验完结对技能开展要求巨大的野心级使命时，上述妨碍不可避免。他们以詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）作为最恰当的比如：原方案用十年时刻以 10 亿美元出面的本钱完结，但实际上花了整整 20 年，预算超越 100 亿美元，终究成功进入太空。这些超标对天文学家来说特别苦楚，但现在看来却入情入理，一切都确保了 JWST 的成功发射布置以及现在对深空的革命性继续观测。
可是，ITER 和 JWST 相差甚远。ITER 酝酿的时刻更长，能够追溯到上世纪 80 时代中罗纳德·里根（Ronald Reagan）总统和米哈尔·戈尔巴乔夫（Mikhail Gorbachev）的握手协议（1985 年在瑞士日内瓦举办的接见会面期间，两位领导人握手并赞同继续进行核裁军商洽，被以为是完毕暗斗的重要里程碑之一），它的本钱也远超历史上的任何科学投入。在依据通货胀大进行调整后，ITER 的本钱与制作出第一颗的曼哈顿方案相同高，并且也肯定会更高。早在 2018 年，美国动力部科学部副部长就曾告知国会，这个大科学项目会烧掉更多钱，远超越官方划定的 220 万美元，ITER 官方激烈辩驳了这一说辞。可是，项目最近一系列受挫后没有揭露的影响清楚标明，终究费用至少还将增加几十亿美元。
不同于发射后几个月就彻底投入运转的 JWST，ITER 制作竣工之后几年内都不会马上完结预期方针。ITER 的实在意图是运用重氢同位素氘和氚的混合物进行高功率核聚变试验，这一试验需求比及设备完结初次发生等离子体这一里程碑才会正式开端。最开端，试验估计于 ITER 正式发动约 5 年后打开。但随着时刻的推移，试验时刻往后推了 10 年：即 2025 年发动后要到 2035 年才开端氘-氚运转。假如 ITER 发动的日期再往后推延，那么氘-氚运转试验的日期也不得不适应后移。
当遭受高本钱、争议导致的延期等问题时，ITER、JWST 以及其他大科学项意图缔造者往往会提示大众和政策制定者，雄伟的“纪念碑”需求时刻来树立。以巴黎圣母院或许其他哥特式大教堂为例，它们规划如此庞大，工程如此精细杂乱，从开工之初，咱们就知道需求好几代人的尽力才干终究成果。巴黎圣母院修建之始，没人以为自己能活着见到教堂竣工的那天。可是，ITER 的设计师们开端对该项目并没有持久的希望，反而以为或许几十年内就能见证它的完结。现在，项目正步入第三代方案和制作阶段，而它最重要的试验至少要留给下一代去完结。ITER 成为了咱们现代社会的哥特式教堂：美丽但结构反常杂乱，咱们需求祈求它能协助咱们处理动力和气候危机。
再次声明，或许大教堂是个过错的比方，尽管巴黎圣母院用了一个世纪的时刻制作完结，但之后很快它就变得敞开和活泼，在施工开端后不到一代人的时刻内就开端投入运用了。没人能确保 ITER 也会如此。每曩昔 10 年，这个破纪录的“世界大科学纪念碑”项目就越来越让人们置疑，咱们在制作的究竟是科学的丰碑，仍是一座坟墓。