摘要:该系统是国际热核实验反应堆(ITER)的中央螺线管,这是一个高耸的磁芯,在美国建造和测试,最终运往法国南部,国际项目正在那里组装其巨大的托卡马克。磁铁系统将作为反应堆的电磁“心脏”,根据ITER的说法,它的强度足以提起一艘庞大的航空母舰。
核聚变反应堆的电磁“心脏”已经完成,使我们离清洁、无限的能源又近了一步 —— 尽管前面还有很长的路要走。
有史以来最强大的脉冲超导磁体系统现已建成,并将很快成为世界上最大的能量实验的一部分。
该系统是国际热核实验反应堆(ITER)的中央螺线管,这是一个高耸的磁芯,在美国建造和测试,最终运往法国南部,国际项目正在那里组装其巨大的托卡马克。磁铁系统将作为反应堆的电磁“心脏”,根据ITER的说法,它的强度足以提起一艘庞大的航空母舰。
对于外行来说:托卡马克是甜甜圈形状的容器,里面含有用于核聚变的过热等离子体,核聚变是为像太阳这样的恒星提供能量的高能反应。托卡马克通过产生非常强的磁场来约束等离子体,因此ITER的中央螺线管很重要。
ITER致力于验证核聚变作为一种可行的能源,尽管反应堆的输出不会用于为任何东西提供动力。ITER只是一个巨大而昂贵的技术演示器,它越来越接近于真正打开开关,在地球上重建太阳的能量。这是一项涉及30多个国家的广泛合作,旨在证明核聚变 —— 基本上是将原子撞击在一起,直到它们产生不同的原子,在这个过程中释放出大量的能量 —— 可以被利用并扩展成一种商业上可行的、基本上是无限的能源。
新完成的磁体系统不能单独工作。中央螺线管连接了从欧洲、中国和俄罗斯制造和交付的6个巨大的环形极向磁场磁铁,形成了一个3000吨的超导体系统,冷却到-452.2华氏度(-269摄氏度)。这些过冷的磁体将在2.7亿华氏度(5000万摄氏度)的温度下捕获并形成灼热的等离子体 —— 比太阳核心温度高10倍 —— 直到原子核聚变并释放出10倍的能量。
长期以来,商业上可行的核聚变一直是清洁能源的圣杯,ITER的装置预计仅用50兆瓦的输入就能产生500兆瓦的能量。这种能量的回归将标志着自我维持的“燃烧等离子体”的开始 —— 尽管实现这一目标还有很长的路要走。
私营公司正试图展示较小规模的托卡马克设计,作为实现未来核聚变的一种潜在方式,尽管迄今为止,这两种方法都没有取得突破。
2022年,美国能源部和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室宣布,国家点火设施聚变反应中的净能量增加,但即使是高水位标记也没有考虑实验中使用的“壁功率”,这使其成为迈向可行聚变动力的马拉松中的又一个渐进步骤,而不是通往终点线的捷径。
ITER不仅仅是一个物理实验 —— 它是地缘政治上的一种变通。尽管成员国之间关系紧张,但该项目已经完成了部件建设,并达到了2024年的建设目标。(该合作组织去年还启动了一个私营部门的融合项目,用于共享数据和推进该项目的研发目标)。美国建造了螺线管和支撑结构,欧洲负责真空室,俄罗斯提供了反应堆的大量超导体和母线,而中国、韩国、日本和印度都提供了托卡马克核心的重要部分。
ITER总干事彼得罗·巴拉巴斯基(Pietro Barabaschi)在一次合作发布会上说:“有了ITER,我们表明,可持续能源的未来和和平的前进道路是可能的。”当然,ITER还没有实现其项目的“可持续能源未来”部分,所以也不要为和平的未来屏息以待。
现在正处于组装阶段,ITER正朝着它的实际目标蓄势而上 —— 从合作生产组成部分的缓慢步骤中获得的动力略有增加。如果能成功,这台磁化机器将成为迈向无碳能源未来的分水岭 —— 即使它本身对电网没有贡献。
来源:知新了了一点号