伊朗有望加入ITER 核聚变研究走向繁荣

位于*阿萨德大学的托卡马克将成为ITER的试验台。

资料来源:FARHAD BABAEI

对伊朗科学来说，达玛万德托卡马克不太可能是希望的象征。托卡马克以伊朗最高峰命名，看起来像一个装满金属藤壶的旧球形潜水装置。它还有一个“古老”的传统:1994年，伊朗从俄罗斯购买了这台机器，将等离子体捕获在强磁场中并加热；它的环形外壳也是过时的苏联风格。只有藤壶(由伊朗建造，用于探测和形成等离子体)这样的装饰品相对较新。

十多年来，由于伊朗的“核贱民”地位，德黑兰北部伊朗原子能组织(AEOI)核聚变部的110名科学家独立进行了使用老化托卡马克和其他设备的实验，切断了与全球核聚变研究界的任何联系。然而，他们的孤立即将结束。伊朗有望在2017年初加入世界上最昂贵的物理实验——ITER。ITER是一个巨大的托卡马克，位于法国南部的卡德拉什附近，目前正在建设中。达玛万德托卡马克将成为全球小型托卡马克小组的成员，该小组将被用作ITER实验床，ITER的目标是在10年或20年内用100多亿美元实现第一个可控和自我维持的核聚变反应。

ITER总干事伯纳德·比戈特计划最早于10月率领代表团就与伊朗的合作开始正式对话。然而，伊朗科技官员希望这种合作关系将促进该国核聚变项目的发展，并使该国专家了解科学研究领域的国际规则。伊朗负责科技事务的副总统索伦娜·萨塔里(Sorena Sattari)表示，与ITER的合作“将解决许多阻碍伊朗创建知识经济的文化问题”。今年7月，萨塔里和AEOI主席阿里·阿克巴尔·萨利希前往卡达尔阿什，就伊朗对ITER的潜在贡献举行非正式讨论。

两大发展

伊朗对核聚变的追求始于近半个世纪前。20世纪60年代，年轻的等离子体物理学家马苏德·纳拉吉(Masud Naraghi)在纽约为美国宇航局的一家承包商工作，致力于航天器再入技术的研究。1965年，他和其他侨民在纽约的沃尔多夫会见了伊朗最后一任国王*·礼萨·巴列维。“他问我，‘你为什么不回到伊朗来帮助你的国家？”纳拉吉说，“这真的影响了我。我非常想家。”纳拉吉现在是塔尔寺国际学校的校长，他回到了伊朗，成为了亚里安·马谢尔大学(后来改名为谢里夫理工大学)的一名教员。

巴列维打算在伊朗发展核能。1967年，遵循“原子能服务于和平”的要求，该国从美国购买了一个研究裂变反应堆。当时，核聚变能源的研究仍处于起步阶段，纳拉吉发现了伊朗获得有利地位的机会。1971年，他成立了一个等离子体研究小组，四年后在AEOI新成立的德黑兰核研究中心见证了伊朗第一个托卡马克的完成。然而，在20世纪80年代的两伊战争中，伊朗的科学陷入了低谷。纳拉吉于1989年移居美国。

对于伊朗的核聚变研究来说，第二个重大发展得益于厄尔巴鄂山脚下的一所私立大学。1993年，等离子体物理学家马哈茂德·格拉内维斯来到这所贫瘠的学校。他回忆道，“那里没有路，只有田野”。在*阿萨德大学(IAU)，戈兰奈维斯建立了自己的等离子体物理中心。

他有一个强大的盟友:阿克巴·哈希米·拉夫桑贾尼，IAU的创始人和当时的伊朗总统。格拉内维斯说拉夫桑贾尼“知道核聚变对这个国家的未来有多重要”为了吸引高兰尼维斯从AEOI来到IAU，学校从国外购买了一台二手的小型托卡马克。然而，起初给等离子体物理中心配备人员是非常困难的。“人们不知道血浆是什么。他们以为我在说血。”Ghoranneviss说，他已经逐渐招募学生，并组建了一个团队，开始使用托卡马克来探测等离子体不稳定性。

寻找替代解决方案

十年后，对伊朗核计划的制裁来了，并逐渐恶化，怀疑开始笼罩那些曾与该国核科学家合作的人。麻省理工学院的伊朗核项目专家斯科特·坎普说，磁约束聚变“与核武器无关”然而，戈兰奈维斯仍然担心他的中锋也会受到质疑。为此，他联系了奥地利维也纳的国际原子能机构(原子能机构)。“我解释道，‘我不是*官员，我的学校是私立的。请帮帮我。”戈兰奈维斯说。国际原子能机构为他提供了帮助:2006年，该机构将Ghoranneviss加入到聚变合作研究项目中。这使得Ghoranneviss能够与其他国家的研究人员建立联系。

通过国际原子能机构的项目，戈兰奈维斯会见了澳大利亚新南威尔士大学的理论物理学家海因里希·霍拉。奥拉对卷入这个受制裁的国家感到紧张。“我非常谨慎。”他说。然而，霍拉和古朗内维斯都热衷于寻找托卡马克的大胆替代品。

像ITER这样的托卡马克燃烧氘和氚。两者都是氢的同位素，熔化后会释放出高能中子和强辐射。奥拉和他的合作者设想将磁限制和强激光脉冲结合起来点燃一种不同的燃料:氢和硼-11，它们在核聚变过程中不会产生破坏性的中子。他们和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的核物理学家乔治·麦莉一起，在2010年的《能源与环境科学》杂志上解释了该方法的理论基础。这篇文章引起了广泛关注。奥拉说，由戈兰奈维斯的学生巴巴克·马利基尼亚实施的行动“发挥了关键作用”。

此后，与美国核聚变项目的第二次合作将很快到来。2012年4月，美国之音在其波斯广播电台报道了“核聚变为和平服务”的提议。在提案中，新泽西州劳伦斯维尔的LPP总统埃里克·勒纳和两位同事提议美国和伊朗*应该合作。葛兰内维斯联系了勒纳。一个月后，他们同意使用IAU和LPP使用的一种紧凑型核聚变装置进行研究，并联合发表了一篇论文。这是一种等离子聚焦装置，它依靠电流感应的磁场来捕获微小的等离子，而不是像托卡马克这样的外部磁铁。2012年和2014年，IAU派遣资深核聚变专家哈米德·优塞菲前往LPP。

梦想成真

现在，Ghoranneviss正在开始一项更雄心勃勃的合作。今年2月，萨塔里任命他为ITER伊朗首席代表。

一些伊朗官员认为，从谅解备忘录中描述的温和合作开始，该国设定的目标过低。格拉内维斯说，作为一名仍有影响力的政治家，拉夫桑贾尼建议伊朗在今年年初成为ITER的正式成员，并与中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国同等对待。"他喜欢核聚变。"“他说，‘别担心钱，’”戈兰奈维斯说。"

然而，萨利希认为成为正式成员还为时过早。伊朗加入ITER的成本令人望而生畏，他估计伊朗每年的成本约为1.2亿美元。更重要的是，这个国家还没有准备好。“我们将成为弱小的正式成员。我们仍然需要加强自身的能力建设，无论是在培训研究人员还是升级伊朗老化的托卡马克上。”

对于戈兰奈维斯来说，加入ITER最终让他的梦想成真。然而，领导伊朗帮助获取太阳能资源的责任落在了他的肩上。“我晚上经常睡不着。我的麻烦越来越多。”Ghoranneviss说。然而，经过几十年的艰辛，他们是受欢迎的麻烦。