陳根：強大電磁鐵排列到託卡馬克，幫助產生淨正核聚變_風聞

文|陳根

託卡馬克(Tokamak)是一種環形裝置，可以通過約束電磁波驅動創造氘、氚實現聚變的環境和超高温，並實現人類對聚變反應的控制。受控熱核聚變在常規託卡馬克裝置上已經實現。但常規託卡馬克裝置體積龐大、效率低，突破難度大。

上世紀末，科學家們把新興的超導技術用於託卡馬克裝置，使基礎理論研究和系統運行參數得到很大提高。據科學家估計，可控熱核聚變的演示性的聚變堆將於2025年實現，商用聚變堆將於2040年建成。

不久前，中國的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環”刷新了世界紀錄：在其第98958次放電中，成功實現可重複的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，是1億攝氏度20秒原紀錄的5倍。

近日，麻省理工學院**(MIT)的研究人員成功開發出一種高温超導磁鐵，其磁場強度達到20 Teslas，打破有史以來最強磁場強度的世界紀錄，**該磁鐵或將成為開啓核聚變並向世界提供清潔無碳能源的進程加速。

新磁鐵由16個板塊堆疊在一起組成，高約3米，利用一種叫做ReBCO的超導材料。在大約兩週的運行時間內，它能夠達到破紀錄的20特斯拉的磁場強度。此外，被束縛的等離子體可以被加熱到1億攝氏度或更高的温度，從而能夠觸發核聚變反應。

人工聚變反應以前也曾發生過，但到目前為止，它們運行所消耗的能量總是大於產生的能量(保持這些磁場以容納等離子體需要大量的能量)。通過改進磁體，研究人員有望開發出第一個最終生產出能量大於消耗的反應堆。

值得一提的是，**有了該磁體，就有可能在體積僅之前1/40的反應堆中獲得類似的性能。**而且，用於驅動反應堆的燃料將是水中的氫同位素——由於我們擁有幾乎無限的水，這些反應堆幾乎可以無限期地運行。

未來，有望在2025年前，研究人員能夠將他們開發的強大的新磁鐵排列到託卡馬克反應堆中，並由此產生淨正核聚變。