麻省理工学院与CFS联合发布：高温超导磁体新突破！

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2021年9月5日，麻省理工学院（MIT）等离子体科学与聚变中心（PSFC）的实验室内，工程师们取得一项里程碑式突破：一种由高温超导材料制成的新型磁体产生强度高达20特斯拉的磁场。这是迄今为止大型磁体实现的最高磁场强度，是建造一座能产生净电力输出的聚变发电厂所需的强度，而这样的电厂将推动无限清洁电力时代到来。

这一突破性成果来自麻省理工学院与Commonwealth Fusion Systems（CFS）公司的合作项目。在随后的几个月里，研究团队对磁体进行了全面测试和分析，包括两次推磁至极限的测试，以探究可能的失效模式。这些测试结果被详细记录在六篇同行评审论文中，发表于《电气与电子工程师协会应用超导学报》特刊上。

创新设计与关键突破

这种新型磁体采用了革命性的设计思路。与传统超导磁体不同，它去掉了绝缘层，直接利用高温超导材料——稀土钡铜氧化物（REBCO）的优异导电性来防止短路。这种设计不仅简化了制造流程，还为冷却系统和结构强度的优化提供了更大空间。

在最后一次测试中，研究人员故意使磁体发生失超（即电流突然中断导致升温），以观察其失效模式。结果显示，大部分磁体未受损，仅有小部分区域发生熔化。这一发现为未来磁体设计提供了宝贵经验。

商业化应用前景

这一技术突破对聚变能源的商业化具有重要意义。在2021年9月5日的演示之前，最优异的超导磁体足以实现聚变能，但其尺寸和成本问题决定了它不具备实用性。而当新测试证明此种强磁体能在尺寸显著缩小情况下仍保有实用性后，“聚变反应堆的每瓦成本减小至约1/40”。

聚变能源具有诸多优势：反应释放能量大、运行安全可靠、燃料来源丰富（可以从海水中提取）、环境污染小。与传统能源相比，聚变能源不排放温室气体，产生的放射性废物极少，且在发生严重事故时可以较为便捷地实现停堆，避免熔堆事故的发生。

未来展望

目前，CFS公司正在马萨诸塞州德文斯建造首个聚变反应堆SPARC，预计将于2026年产生第一束等离子体。该公司计划在2030年代初向电网供应聚变能源，这将是人类能源发展史上的重要里程碑。

中国在可控核聚变领域的研究也处于世界前列，已经取得了一系列重要进展。尤其是在放电技术方面，中国的成就得到了国际社会的广泛认可。随着全球科研机构的共同努力，聚变能源的商业化应用指日可待。

这一突破不仅展示了科技创新的力量，更为人类解决能源危机提供了新的希望。聚变能源的实现将开启新一轮能源革命，为人类文明的可持续发展注入新的动力。