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人類最終夢想之一,美國要造出來了

2021-09-09 | 來源: 機器之心 | 轉到微信 | 有9人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

　　利用可控核聚變發電是人類一直以來的夢想，現在，它沒那麼遙遠了。

　　核聚變能具有資源豐富、無碳排放和清潔安全等突出優點，是人類未來理想的清潔能源之一。如果可控核聚變發電技術得以實現，人類的能源焦慮將得到極大緩解，對太空的探索也將更加深入。

　　

　　科幻小說《三體》中對於可控核聚變實現之後的描述。

　　最近，一個新超導磁體的出現，讓人類在核聚變發電之路上又前進了一步。

　　在 9 月 8 號的一個在線新聞發布會上，美國新能源初創公司 Commonwealth Fusion Systems（簡稱 CFS）公布了一個長 2 米、寬 1 米的 D 型電磁體，並表示它產生的磁場大約是地球自然磁場的 50 萬倍，是任何類似超導磁體強度的兩倍。基於此，他們有望在 2025 年之前建成一個相對較小的聚變發電站原型，盡管還有很多其他挑戰需要克服。

　　

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　　CFS 成立於 2017 年，衍生於美國麻省理工學院，致力於開發由特殊高溫超導材料制成的磁體，這種磁體可以產生兩倍於傳統超導磁體強度的磁場。

　　新磁體測試的成功，標志著該公司取得階段性勝利。等離子體物理學家、CFS 的聯合創始人兼首席執行官 Bob Mumgaard 表示：「我們 3 年前甚至不知道是否存在這樣一個磁體，但現在我們已經擁有了它」。

　　聚變反應堆（托卡馬克）旨在捕獲氘和氚的原子核聚變產生氦和高能中子時釋放的能量。為了做到這一點，托卡馬克依靠強磁場將超熱電離氣體或等離子體困住並擠壓在一個甜甜圈形狀的真空室中。然而，研究人員還沒有建成一個產能大於耗能的托卡馬克，而且他們一直認為這樣的反應堆需要很大才能達到產能 - 耗能平衡。例如，多國聯合在法國建造的國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）就有一個高 11 米、寬 19 米的真空室，它的目標就是讓產能大於耗能。

　　CFS 的研究人員表示，他們的新磁體可以大大縮小托卡馬克的尺寸，因此更便宜、更容易建造。

　　在構建這種磁體時，CFS 的研究人員采用的是由高溫超導體稀土氧化鋇銅（barium copper oxides）組成的線圈，而不是像铌錫（niobium tin）這樣的普通超導金屬。當超導體冷卻到接近絕對零度時，只要電流和磁場不太大，它就可以無電阻地傳輸電流。高溫超導體之所以被稱為高溫超導體，是因為它們在相對溫和的溫度下進行超導，一些溫度高於液氮（77 開爾文以上）的超導體可以比傳統超導體承受更高的磁場。

　　研究磁體的 MIT 等離子體物理學家兼工程師 Brian LaBombard 表示，主要的挑戰是設計一種磁體，使其能承受磁場本身對載流線圈產生的巨大機械應力，你也可以把它想象成給氣球加壓。普通超導體可以做成堅固的電線，然後繞成一個線圈，但高溫超導體采用的是相對脆弱的磁帶（tape）。因此，為了開發新磁體，CFS 的研究人員提出了一種設計，將薄層磁帶夾在更堅固的金屬層之間。LaBombard 表示：「你需要盡可能多地使用金屬，而我們的設計正在將其推向極限。」

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共有 9 人參與評論 (其它新聞評論)

評論3

游客 [七.十.佚.誦]

2021-09-10 00:22

評論 2 寫道:

然並卵，分分鍾結果在大鍋，被細菌戰消滅了那麼多人，屁都不敢放一個。

或許這就是民主黨希望的人類命運共同體。

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評論2	游客 [七.十.亡.誦]	2021-09-10 00:21
然並卵，分分鍾結果在大鍋，被細菌戰消滅了那麼多人，屁都不敢放一個。贊 1 踩回復 1