麻省理工：超导突破意味着核聚变将进入实用

本月发表在《电气和电子工程师学会应用超导期刊》（IEEE Transactions on Applied Superconductivity）上的六项独立研究，评估了麻省理工学院科学家在 2021 年 9 月进行的具有里程碑意义的测试中使用的超导磁体的可行性。

聚变反应堆的每瓦成本在一天之内就降低了近 40 倍。

现在核聚变有机会了。

成功压缩
聚变是为恒星（包括太阳）提供能量的过程。氢等小原子和丰富的原子结合在一起，产生的热量可以用来发电。与核裂变不同，核聚变过程产生的辐射很小，因此更加安全，而且只需要氢原子作为燃料，而不需要铀和钚等稀有危险元素。

在恒星中，巨大的引力会自然而然地将恒星内核中的氢原子撞击在一起，这就是恒星能够持续燃烧数百万年甚至数十亿年的原因。不过，作为弱小的人类，要把原子压缩在一起，我们需要将它们置于极高的温度和压力之下。

一种策略是使用一种叫做托卡马克的机器，一个内衬巨大超导磁体的甜甜圈形腔体，将氢锁定在适当的位置。许多核聚变反应堆的设计都使用托卡马克。

关键的磁线圈
麻省理工学院的研究人员使用了一种名为 REBCO 的实验材料，使磁体在 20 开尔文的温度下具有超导性--这个温度虽然略高，但比以前可能达到的温度要实用得多。

但这还不是全部。

研究人员大胆冒险，去掉了磁体超导带线圈周围的绝缘层，绝缘本来是防止短路的标准措施，去掉以后：

在目前具有里程碑意义的全面测试中，研究人员建造了一个重达 2 万磅的磁铁，能够维持超过 20 特斯拉的磁场，足以支持实现净功率输出的聚变反应。

此外，多项测试表明，该设计非常坚固稳定，能够承受因断电而产生的极度高温。

也就是说：在测试了线圈性能的所有其他方面之后，研究人员故意对线圈做了最坏的事情。但是发现：线圈的大部分却没有损坏。

网友
1、这种新型超导材料的主要优点不是它具有更高的温度，而是它可以在淬火（爆炸）之前处理更高的临界磁场强度。他们能够生产 20 特斯拉。ITER 生产 11.8 特斯拉，Helion 称他们生产 12 特斯拉。

2、如果使用这些磁铁建造 ITER 规模的装置，它可以产生 7GW，而不是预期的 450MW。这将是世界上最大的发电厂之一（第 15 大发电厂）。

4、它们可以产生更高的磁场强度，同时需要更小的磁铁，这意味着反应堆将是 2-3 层而不是 15-20 层。这意味着如果他们需要改变东西，他们可以更快地迭代，这是麻省理工学院现在 CommonWealth Fusion Systems 实现核聚变的另一个方面。

5、去除绝缘胶带很有趣。整个系统几乎就像一个电子一样。有时，超导体研究感觉就像寻找一种润湿剂或表面活性剂，可以分解导致颗粒卷曲的表面张力。

6、REBCO 超导体于 1986 年被发现，并自 2010 年以来以带状形式进行商业化量产 - 这是突破吗？

7、这与室温超导性无关，而是与更高效的超导体有关。

8、距核聚变仅10年？

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