在計劃提出20年之后，國際熱核實驗反應堆(ITER)建設地點終于確定，擬于年內開工。這是一個事關世界未來能源安全的重大國際合作項目，其意義不遜于人類基因組計劃和國際空間站。

原子核里封鎖著巨大的能量，它在瞬間釋放出來時，具有一切其它武器都難以企及的毀滅性，一點點物質產生的能量就能摧毀一座城市。如果予以恰當控制和分配，同樣的能量也許夠給這個城市供電一整年。我們目前對前者比對后者精通得多，從人類擅長互相殺戮的歷史來看，這樣的黑色幽默并不稀奇。但現(xiàn)實不完全是黑色的，在和平利用自身力量的光明道路上，人類總算也還在緩慢前進。

2005年6月28日，國際熱核實驗反應堆的建設地點塵埃落定，工程終于將正式開始。 這個項目英文名稱縮寫ITER，在拉丁語里是“道路”的意思。如果一切順利，它將成為世界第一個產出能量大于輸入能量的核聚變裝置，為制造真正的反應堆作準備。這條通往和平利用聚變能的“道路”，將“鋪設”在法國南部的卡達拉舍，這個地方屬于優(yōu)雅美麗的普羅旺斯。

太陽的發(fā)動機

從某種意義上說，人類早就開始間接地利用核聚變產生的能量——地球萬物所依賴的能量，絕大部分都可追溯到太陽，而太陽就是一個巨大的核聚變熔爐。所有的恒星都依靠核聚變發(fā)出光和熱，可以說，核聚變照亮著宇宙。

原子核集中了原子的絕大部分質量，它由帶正電的質子和不帶電的中子組成，質子和中子統(tǒng)稱核子。質子的正電荷之間會產生排斥力，但強大的核力壓倒了電荷斥力，把核子緊緊束縛在一起。要把它們拆開，必須花費很多能量。

在不同元素的原子核里，核子的結合方式不同，把核拆成單個核子所需要的能量也不同。因此，有的時候，一個比較大的原子核分裂成兩個小的原子核時，會額外釋放出一些能量，稱為核裂變。原子彈和核電廠所利用的，就是裂變能。有時候情況也相反，兩個小原子核結合形成一個大核時釋放出能量，即核聚變。太陽和其它恒星的動力，都來自聚變能。

恒星里的聚變反應有不同方式，到底采取哪種方式，取決于恒星的大小。太陽是一顆中等恒星，它里面典型的反應是，4個質子經過一系列變化，變成含2個質子、2個中子的氦-4原子核，并釋放出一些能量。老實說，這種反應的效率很低，太陽有著巨大的質量，物質非常多，雖然反應效率低，也能產生很多能量。如果要在地球上完全模仿太陽來進行聚變發(fā)電，大家就只好虧損得去撞墻了。

在人類比較了解的聚變反應中，效率最高的是氫的兩種同位素——氘(D)和氚(T)的聚變，其次是氘核之間的聚變。普通的氫原子核就是1個質子，氘核里有1個質子、1個中子，氚核里有1個質子、2個中子。氘和氚結合變成氦，釋放出能量。氘在地球上很豐富，每立方米的水中有30克，可以用電解提取。氚是不穩(wěn)定的放射性同位素，在自然界里沒有，必須用鋰來制取。地殼里有不少鋰，海水中也有一些。

理論上，只需要1千克氘和10千克鋰，就能以1000兆瓦的功率發(fā)電1天——或者你更愿意燒上1萬噸煤？即使考慮運營成本、打上很多折扣，核聚變的能量產出也非常可觀。一旦實用化，人們可以完全不必擔憂“幾百年里石油會用光”之類的事。而且石油的分布太不均勻，國際上很多麻煩由此而起，人們如果不再依賴它，也許會相處得和睦些。

遙遙無期的實用化

早在上個世紀50年代，早期的受控熱核聚變（不受控的那叫氫彈，至于冷的，我們后面再講）實驗就取得了令人振奮的成果。當時有科學家充滿自信地預言，50年后人們就可以用上核聚變工廠發(fā)的電。但現(xiàn)在50年過去了，我們離實用化的目標似乎還有50年那么遠。這讓人多少有點尷尬：就像超導、基因療法等其他一些許下了美好諾言卻遲遲不能兌現(xiàn)的研究那樣，時間長了，公眾就開始疲倦和懷疑了。

但因此而看輕了核聚變研究50年來的進展，是不公正的。聚變反應的原理早已成熟，無可懷疑，實用化的障礙在于其間的技術困難。這種事十分常見。兩塊鈾放在一起，超過臨界質量，就觸發(fā)鏈式反應，這原理足夠簡單吧？可是研制原子彈對任何國家都是艱巨工程，需要集中最優(yōu)秀的頭腦和巨大的物力來進行。

和平利用核能、嚴格控制其穩(wěn)定產出與安全運轉，工程的復雜度比造核彈更高（又不像核彈那樣有重大國防意義，也就不怎么受重視）。何況，聚變所需要的條件比裂變要高得多。太陽核心的溫度有上千萬度，可這只夠進行低效率的質子聚變。氘和氚發(fā)生聚變的最佳溫度，是1億度（在這種級別上，到底是用攝氏度還是絕對溫標，其實都沒什么差異了）。這意味著，人類必須制造出比太陽更極端的環(huán)境。

把氣體加熱到1億度當然非常需要技巧。而1億度的氣體用什么裝？沒有材料吃得消這樣的溫度。幸好這時原子核與電子早已分離，氣體變成帶電的等離子體，這樣就可以用磁場來束縛，讓等離子體完全懸空，不與容器的四壁接觸。現(xiàn)在最流行的約束裝置叫做“托卡馬克”，它是蘇聯(lián)人發(fā)明的，大致是一個環(huán)形的管子，受強磁場約束的等離子體懸浮在管子中央，形狀像一個面包圈。

熱核聚變在技術上的困難，使得一些科學家轉而尋求更簡單的辦法。1989年轟動世界的“冷核聚變”事件，至今還爭議重重。當時猶他州大學的兩位科學家宣布，他們將鈀電極浸泡在重水中，在室溫下實現(xiàn)了核聚變，產出能量比輸入能量更多。很多人重復了他們的實驗，但重復不出結果，這件事因此成為“病態(tài)科學”甚至騙局的一個代表。但也有人不肯放棄，美國能源部甚至在事隔16年后重新開始征集冷核聚變實驗方案。

當然，相比起沒有弄清楚原理、甚至不知道到底是否存在的冷核聚變，技術上困難但原理上清楚的受控熱核聚變仍然是主要的研究對象。這些年來，人們正在穩(wěn)步取得進展。各國的托卡馬克裝置性能不斷上升，加熱溫度從1000萬度上升到幾億度，產生的等離子體在密度和維持時間上也提升了幾個數(shù)量級。輸出的能量也接近了輸入能量，只是還沒有達到“收支平衡”的狀態(tài)，更不用說“盈利”。

和平道路

ITER的誕生，不僅是出于科學需要，也與當時的國際政治氣候相符。20世紀80年代，各國科學家認為，他們需要合作建造更大的托卡馬克，來更深入地研究聚變反應。此時美蘇關系解凍、東西方冷戰(zhàn)終結，兩個超級大國需要用一個和平項目來顯示合作的誠意。一個大規(guī)模的核聚變研究項目，既沒有國防意義，也不能馬上賺到錢，但符合人類長期發(fā)展的共同利益，和平而且清貴，正合乎核裁軍后的政治需要。于是，在1985年11月的日內瓦峰會上，里根和戈爾巴喬夫接受了美、蘇、歐、日共建核聚變工程以和平利用核能的建議，這就是ITER計劃。

那以后并不一帆風順。能源危機的陰影漸漸淡去（當然，最近幾年似乎又回來了，油價飛漲，“戰(zhàn)略石油儲備”成為流行語），替代傳統(tǒng)能源的需求并不為各國政府特別重視。核裂變發(fā)電廠的危險，使公眾越來越不喜歡核電，聚變發(fā)電的環(huán)境危害非常小，但仍不免遭池魚之殃。而且，一個很大程度上因政治而生的項目，當然也更容易受大國關系變動的損害。1998年ITER的設計都快要完成了，美國卻退出了計劃，這讓俄、歐、日決定縮減項目規(guī)模。

但是，能源問題畢竟不容忽視，氣候變化的壓力也越來越大，人類必須減少使用化石燃料，尋求新的能源。聚變研究如果成功，很可能成為未來世界能源的主力。磕磕絆絆多年之后，ITER還是完成了詳細設計，進入了選擇建設地點、準備動工的階段。美國重新回到計劃中，中國和韓國也加入進來，形成歐、美、俄、中、韓、日六方共同建設的局面（其間加拿大也曾參與，但2003年底退出）。

ITER是一個事關世界未來能源安全的重大國際合作項目，其意義不下于人類基因組計劃和國際空間站。它計劃于2015年建成并產生第一批等離子體，運行21年。ITER本身將不用來發(fā)電，它是一個實驗裝置，其長期任務是取得技術上的關鍵突破：越過能量的“收支平衡點”，證明利用核聚變能在技術上是可行的，具有實用價值。目前托卡馬克裝置性能的世界紀錄是歐洲的JET，它的最高輸出功率達到16兆瓦。ITER的等離子環(huán)直徑將達12米，比JET大一倍，功率可望達到400-700兆瓦。

如果ITER取得成功，人們下一步將在2035年左右建造一個叫DEMO的試驗反應堆。然后在2050年建造第一個商業(yè)化反應堆，2060年增加到10個，2100年增加到1500個，滿足全球電力20%的需求。——當然，科學成果是不能預約的，我們并不能保證ITER一定能成功、一切都能按日程表進行。現(xiàn)在的人們也許大多數(shù)活不到用上核聚變能的時候。

法國VS日本

為了方便運作，ITER自然要建設在參與國之一的領土上。承建ITER的好處很多，巨額工程合同還只是短期的小利，更重要的是本國核能研究事業(yè)將得到巨大促進、確保世界領先地位。起初有4個競爭地點，分別在法國、西班牙、日本和加拿大。美國因為法國不支持打伊拉克，在ITER的問題上給法國使絆兒，先說支持西班牙，后來西班牙在歐洲的內部競爭中被淘汰后，又轉而支持日本。選址談判一度陷入三對三的僵局，美、韓支持日本，而俄、中力挺法國。媒體開玩笑說“道路迷路了”。

在技術上當然是法國比較有優(yōu)勢，其核能工業(yè)世界領先，國內大部分電力來自核電，可謂履歷優(yōu)良。卡達拉舍本來就是法國核能研究的重地，氣候良好，交通便捷，位于普羅旺斯的艾克斯附近。后者是著名的大學城、塞尚的故鄉(xiāng)。此外，法國發(fā)生地震的危險比日本要小。但歐洲內部的政治問題，加上公眾不太齊心，也使法國的方案有弱點。

日本提出的建設地點在青森縣六所村，青森縣位于本州島東北部，與北海道隔海相望，稍嫌偏僻，不免讓人疑慮其交通、供電等配套服務是否能滿足ITER的需求。但日本也有優(yōu)勢，聚變研究很有成果，它的JT-60托卡馬克可與其他國家任何一流的托卡馬克裝置相比。更重要的是，日本資源短缺，在開發(fā)新能源的問題上比別的國家急切得多，國家固然不惜代價，公眾也對申請建造ITER非常支持。日本還試圖說服中國認為，ITER建在亞洲將有利于中日雙方。

法國和日本互不相讓，足足僵持了一年半。其間歐盟于2004年底放出狠話，說再談不攏就要撇開日、美，跟支持自己的伙伴單干。理論上講，歐、俄、中三方聯(lián)手，確實有單干的實力。日本這下有點扛不住了，加上小布什連任成功，感覺事易時移，需要對歐洲示好，于是不再支持日本。這下子，競爭雙方強弱立判。日本原先堅決不肯談論ITER建在法國的可能性，現(xiàn)在不得不讓步，最終退出競爭。6月28日于莫斯科舉行的六方會談上，卡達拉舍終于被確定為ITER的建造地點。法國人非常高興，希拉克親赴卡達拉舍表示祝賀，一位負責科學家得意洋洋地對媒體說“這個地方無與倫比。”

不過，日本的屈服也得到了優(yōu)厚的補償。在約55億美元的ITER建造預算中，歐盟將承擔一半（其中包括法國的10%），另一半由美、俄、中、日、韓平攤，每家10%，大多以設備和零件的方式提供。日本將得到20%的零件制造合同，以及20%的科研職位，而不是按出錢的份額只占10%。歐盟還同意支持由一位日本人來擔任ITER組織的負責人。

日本得到的好處超過了它的貢獻份份額，這讓中國和韓國有點不爽。另一方面，盡管如此，日本科學家還是大失所望，正在尋找出氣的對象。有人說一開始把地方選在青森縣就是錯誤的，那里太偏僻了，會讓人以為日本不夠重視這個工程。還有人怪首相小泉純一郎缺少個人魅力：法國總理希拉克可以就ITER的價值和重要性侃侃而談半小時，小泉則只會說“我們想要ITER”。

但無論如何，僵局打破是一件好事，總的來說還是令人高興的。有關計劃尚需各國議會批準，如無意外，在今年內，負責運行ITER的組織就將成立，工程也將正式開始。畢竟從計劃提出至今已經20年了，一位業(yè)內人士說：“坦率地講，ITER得快點動工才行，不然當年參加談判的人們都老得要死掉了。”