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今（2022）年2月24日俄羅斯入侵烏克蘭，引發第二次世界大戰以來歐洲最大規模的軍事衝突、難民危機。儘管國際社會強烈譴責俄羅斯的入侵行動，並祭出種種經濟制裁、許多大型企業也紛紛撤離俄羅斯，但仍無法阻止俄羅斯的入侵。戰火延燒至今已超過半 年，對全球也造成不少影響——尤其是在能源方面。由於俄羅斯是天然氣的出口大國，歐洲許多國家仰賴俄羅斯出口的天然氣發電，天然氣價格也隨著俄羅斯對歐洲的反制而大漲。此外，俄羅斯更規劃在未來三 年將全球的天然氣年出口量削減 40%。歐洲能源價 格飆漲，可能導致全球經濟下滑或引發人們對於電力 供給的擔憂，一些會用到大量能源的實驗室也無法倖免，例如歐洲核子研究組織（uropean Organization for Nuclear Research, CERN）。

位於瑞士日內瓦的CERN擁有世界上最大的粒子物理學實驗室，主要進行高能物理方面的研究。實驗室裡長達27公里的大型強子對撞機（Large Hadron Collider, LHC）是最主要的吃電怪獸，為了讓儀器內部維持極 低溫的狀態，LHC內裝有27百萬瓦（megawatt, MW）的液態氦低溫系統（liquid-helium cryogenic system）。 在LHC正常運作期間，僅是一個CERN每年的用電量 就要約1.3兆瓦時（terawatt-hour），相較之下整個日 內瓦每年的用電量約3兆瓦時。為了節省用電方面的開 銷，冬季是LHC的維護期，但即使在長時間停工的情 況下，它的用電量仍有約0.5兆瓦時。

在今年9月26日，法國電力公司（Électricité de France, EDF）要求CERN降低電力使用，而CERN委員會也承諾在今年與明（2023）年會降低實驗室的能源消耗。最終，CERN理事會決議將實驗室今年的年度年終技術停工時間提前兩週（即11月28日），並將明年的技術停工時間提早到11月中，以減少約20％的儀器運行。CERN與EDF也制定了減少電力配置的計畫，減少CERN園區內的整體電力使用，包含在夜間關閉照明路燈、將建築物中暖氣的供應時間延後一週等，以防止未來幾個月的能源使用可能受限。在經過一些設備升級工程後，LHC將於明年4月重新啟動，預計總電費約為 8900萬美元。

更長時間的停工將影響依賴CERN以及其他粒子加速器 （accelerator）進行實驗的科學家，CERN研究與計算總姆尼克（Joachim Mnich）表示，原定在今年最後兩週進行的那些實驗不得不推遲到明年，且明年在實驗時間上的競爭將更加激烈。雖然LHC在今年與明年的 質子－質子對撞總數低於過往，但姆尼克認為這並不會對科學領域產生過於巨大的影響。

除了CERN之外，位於德國的大型粒子物理實驗室「德國同步電子加速器」（Deutsches Elektronen Synchrotron, DESY）也同樣受到電價上漲的影響。為了避免電力價格飆升造成的衝擊，該設施的大部分電力是提前三年分批購入，因此他目前已經預先採購了明年約80％、2024 年約60％、2025年約40％的能源需求。但他們仍需要盡快決定是否要為明年採購剩下的20％能源，而DESY加 速器部門主任利曼斯（Wim Leemans）表示，依照目前的能源售價看來，他們可能難以負擔。

DESY目前也正在與德國政府協調，尋求額外的資金以維持實驗室的營運，例如嚴重特殊傳染性肺炎（COVID-19）疫苗的研發、電池技術、太陽能的開發等。不過DESY依舊需要作最壞的打算，他們預計將進行實驗測試歐洲X射線自由電子雷射（European X-ray Free-Electron Laser）、PETRA III同步加速器等儀器，若以低功率運行時會如何影響實驗，以及像CERN一樣延長儀器的停工期等補救措施。

位於美洲加拿大地區的研究機構，同樣需要擬定計畫以應對不斷上漲的能源成本。在薩斯卡通（Saskatoon） 的加拿大國家同步光源設施「加拿大光源」（Canadian Light Source, CLS）首席營運官馬蒂科（Bill Matiko）表示，電費占了實驗室年度預算的重要部分，約有8％。 雖然加拿大國內本身有生產天然氣，處境不像歐洲那麼艱難，但由於通貨膨脹的關係，能源價格持續在上漲中——電費在今年9月1日上漲了4％、明年4月1日將會再漲4％。CSL與許多大型能源密集型設施一樣，都在 過去幾年中努力提升他們的能源使用效率。像是將設施 內所有燈都置換為LED燈泡、將加速器中原先的低溫模組（cryo modules）更換為較節能的新型超導冷卻裝置 （superconducting cooling devices）等。

雖然位於北美的實驗室不需要因能源供給的緊縮而減少儀器操作時間，但他們可能無法接收因為失去光束時間（beam time）〔註〕而無法進行高能物理實驗的科學家，目前CLS的光束時間已被超額認購。隨著美國芝加哥的大型同步加速器「先進光子源」（Advanced Photon Source, APS）預計於明年4月關閉，進行為期至少12個月的設備升級工作，北美的光束時間也將受到限制，馬蒂科也說到目前已經有一些APS用戶正在詢問CLS的光束時間。對於研究人員來說，能源供給問題勢必成為未來在研究上的另一項挑戰。

〔註〕能夠分配給研究人員使用特定來源的粒子束的時間。

新聞來源
Owens, B. (2022, October 12). Energy Crisis Squeezes Science at CERN and Other Major Facilities. Nature.https://www.nature.com/articles/ d41586-022-03257-8