麻省理工学院研制出世界最强核聚变磁体
2021-09-10 23:24:42 来源：国防科技要闻评论：0 点击：

新型超导磁体打破了磁场强度记录，大约是地球自然磁场的50万倍，为核聚变提供了“魔瓶”，也为实用、商用、无碳能源铺平了道路。

　　9月5日，经过三年的深入研究和设计工作，由麻省理工学院等离子体科学与聚变中心(PSFC)与初创公司Commonwealth Fusion Systems（简称 CFS）设计和建造的大口径、全尺寸（长2米、宽1米）D形高温超导磁体已经展示了破纪录的20特斯拉磁场，大约是地球自然磁场的50万倍，成为是世界上最强的核聚变磁体。随着该项技术的成功展示，MIT-CFS合作有望在2025年建造世界上第一座发电量大于消耗量的核聚变发电站，该发电站将命名为SPARC。同时为建立实用、廉价、无碳的发电厂铺平了道路。由于核聚变能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在，因此，核聚变能也被称之为一种“取之不尽用之不竭”的新能源。

　　瓶子里的太阳

　　太阳的能量来自其中心的热核聚变：两个轻原子核结合成较重原子核时放出巨大能量。在地球上建造核聚变装置的难点在于，过程产生的温度远远超过任何固体材料所能承受的温度，而这一问题可通过“磁约束”解决，磁场形成一种无形的“瓶子”，里面装着等离子体，通过托卡马克装置（常用的控核聚变反应装置，利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。）将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。

　　MIT-CFS核聚变设计的主要创新是使用高温超导体材料——稀土钡氧化铜(REBCO)，它可以在更小的空间内产生更强的磁场。迄今为止，要想制造出能够容纳加热到数亿度的等离子体的磁性“瓶子”所需的强大磁场，唯一的方法就是让它们变得越来越大。但是，以金属扁平胶带状制成的新型高温超导体材料（稀土钡氧化铜）可以在更小的设备中实现更大的磁场，相当于在尺寸大40倍的设备中实现的性能。

　　概念证明

　　未来

　　麻省理工学院计划于2025年建造SPARC核聚变发电站，一旦SPARC成功运行，将证明一个全面商业运行的核聚变发电厂的可行性，为快速设计和建造商用可控核聚变发电站扫清技术障碍，让核聚变发电成为未来清洁能源的核心，从而改变未来世界能源格局。

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