超導體和磁鐵為更便宜的核聚變動力鋪平道路

世界各地的科學家多年來一直致力于實現(xiàn)的目標之一是清潔廉價的聚變能源。轉(zhuǎn)向聚變能源被認為是幫助逆轉(zhuǎn)舊發(fā)電方法產(chǎn)生氣候變化的關(guān)鍵。麻省理工學院和英聯(lián)邦融合系統(tǒng)的研究人員正致力于利用新技術(shù)加速聚變能的發(fā)展。他們在計劃中利用的技術(shù)是新的高溫超導體，可用于制造產(chǎn)生更強磁場的磁體。

需要更強的磁場才能將聚變能力變?yōu)楝F(xiàn)實。科學家計劃利用新技術(shù)構(gòu)建他們認為將成為世界上第一個產(chǎn)生凈能量增益的聚變實驗，稱為SPARC。在現(xiàn)代聚變實驗中已經(jīng)產(chǎn)生了融合反應(yīng)，但到目前為止它們都沒有產(chǎn)生凈能量增益。科學家們需要更強的磁鐵，以提升聚變裝置中產(chǎn)生的磁場，進一步保持熱電離氣體(稱為等離子體)被隔離并與普通物質(zhì)隔離。

磁場越強，等離子體與普通物質(zhì)隔離的越好，并且需要更少的空間來保持等離子體。基本上更強的磁鐵意味著更小，更快，更便宜的聚變發(fā)生器。這里的突破性技術(shù)來自于高溫超導材料。通常，超導體需要非常冷才能運行，但研究人員正在使用的新化合物讓超導體可以在更高的溫度下發(fā)揮作用。

新的超導材料以帶狀形式制成，可以制造更高性能的磁鐵。現(xiàn)在的問題是用這些材料生產(chǎn)的磁鐵現(xiàn)在對于熔接機來說太小了。在新的SPARC融合實驗開始之前，新的超導材料必須結(jié)合到聚變裝置所需的更大，更強的磁體中。磁鐵開發(fā)將首先出現(xiàn)，然后SPARC融合實驗將開始。 SPARC將成為一種類似于現(xiàn)在運行的其他聚變機器的托卡馬克聚變裝置，研究人員希望到2025年讓SPARC投入運營。