科学家开始组装世界上最大的核聚变实验装置
2020年7月28日，在花费了预算3倍的资金以后，科学家们终于可以开始在法国南部圣波莱迪朗克（Saint-Paul-les-Durance）组装一台巨型机器。
这个疯狂的项目被称为国际热核聚变实验反应堆（ITER），它将成为世界上最大的磁约束等离子体物理实验设施，是目前正在建设的世界上最大的实验性托卡马克核聚变反应堆。
几个月以来，各种的组件从世界各地的生产基地运抵这里。科学家们将竭尽全力完成这个“世界上最大的拼图”。
核聚变
核聚变是轻原子核融合成为更重的原子核，这种方式为太阳和其他恒星提供动力，使得太阳能够燃烧上百亿年。
当爱因斯坦写出了震古烁今的质能方程以后，我们知道核聚变能够产生的能量是化学能的数百万倍。比如一个菠萝大小的核燃料块产生的能量相当于1万吨煤。
用于核聚变的燃料 –，是氢的同位素之一，在海水中约占氢总量的1/6000。用于产生的锂也有相当大的储量。足够供应人类使用数百万年。
如此高的储量和能量产生效率，足以解决任何人类对能量的需求。
氚聚变的产物是惰性元素氦，聚变过程只产生易于处理的短寿命放射性物质，相对传统的裂变核电站更安全。
ITER项目
人类已经可以实现不受控制的核聚变，比如氢弹。但是挑战在于如何束缚这种能量，并加以利用。核聚变产生的温度高达至少上千万摄氏度，没有任何材料能够承受的了。
科学家想到利用超导体产生极其强大的磁场来约束能量。ITER就是这样一种装置，它采用了托卡马克设计，这是由前苏联提出的方案。
ITER项目于2006年由35个国家启动，其中包括美国、俄罗斯、中国、英国、瑞士、印度、日本、韩国和欧盟的27个成员国。
ITER将是人类历史上规模最大的国际科学合作项目，有望帮助人类到2050年实现获得清洁、安全的能源。实验的目标是证明可以在商业规模上持续且安全地产生聚变能。
根据计划，2021年将完成设备安装，2025年开始等离子体实验，2035年开始进行-氚聚变实验，目标是产生500兆瓦的热能，或者连续200兆瓦的电能。
三维拼图
这个托卡马克核聚变反应堆总共将包含约100万个部件，比如功能强大的超导磁体，其高度高达四层楼，每层重360吨。
大约有2300人在现场工作，以将机器组装在一起。
主要部件的巨大尺寸和重量、系统装配的微小公差、制造商的多样性、紧张的时间表，所有这些因素结合在一起，使ITER成为一个工程和物流方面的巨大挑战，每一个方面都必须精确地执行。
ITER项目比原定计划晚了五年，其初始预算翻了三倍，达到约200亿欧元。
ITER参数
等离子体大半径：6.2米
等离子体小半径：2.0米
等离子体容量：840立方米
等离子体电流：15.0兆安
轴向环形磁场强度：5.3特斯拉
聚变功率：500兆瓦
等离子体维持时间：>400秒
能量倍增因数（Q值）：>10
ITER建设
2006年11月，ITER的7个合作伙伴启动这个项目。不久之后，挖掘机和铲车开始进场工作。
接下来的几年里，由物理学家和工程师组成的国际团队完成了这台机器的设计，并开始将部件制造授予工业界。
2017年7月ITER完成了低温恒温器底座和底部柱体的安装，为托卡马克的安装铺平了道路。低温恒温器由印度制造，体积高达1.6万立方米，直径和高度都接近30米，重达3850吨。
低温恒温器底座
今年3月，欧洲核聚变能源机构对ITER厂房进行了最后的修饰，这是一个用于安装机器部件的巨大大厅。
4月，从意大利和日本运来了前两个环形线圈和超导磁体，它们各重360吨。
6月下旬，合肥制造的环向场线运抵。
环向线圈
由韩国运来的真空容器的第一个部分已经抵达法国，并将很快运送到工作现场。
真空容器的第一个部分
至此，整个建筑和基础设施已经完成了75%，随着ITER的7个成员送来更多的装置和部件，ITER的安装步伐正在提速。
是时候把世界上最大的拼图拼在一起了。
7月28日，国际热核聚变实验堆托卡马克装置安装工程正式启动。
ITER装配阶段启动仪式
到2024年年底，低温恒温器的合拢将标志着第一个组装阶段的结束。
ITER机器将进行为期一年的综合调试和测试，并在2025年底完成第一个等离子体测试。这将是一次重要试验，用以验证磁场和关键系统的功能。
最初的低功率氢等离子体只持续几毫秒，之后将会增加功率和持续时间。
ITER的最终目标，是生产10倍的聚变能增益系数（Q值=10），即从50MW的输入功率上生产出约500MW的聚变功率，聚变脉冲持续时间为400~600秒。
反应堆温度将达到约1.5亿摄氏度，比太阳核心温度高10倍，这能够重现发生在恒星中心的聚变过程。
ITER与中国
2006年中国作为发起国加入了ITER。
ITER项目预计总耗资约为200亿欧元，其中欧盟承担约45.5%，剩余的费用由中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国均摊（各约9.1%）。但实际上各国的支出都不是以现金的方式，而是以完成设施所需的组件、系统和建筑部件等形式支付。
我国承担了相当多的ITER建设工程
ITER 项目的基本原则是各成员相互分享新增知识产权，不在成员之外的国家传播。中国加入 ITER 项目的好处是，以 10% 的投入，享受 100% 的知识产权。
最后，ITER仍然只是一个实验验证项目，即使 ITER 取得了成功，还需要大量的工作才能够商业运行。因此，即使是最乐观的估计，商业化核聚变也需要30年才有可能实现。