全球最大核聚变实验堆完成磁体系统，预计明年开展首次实验
全球最大核聚变实验堆完成磁体系统，预计明年开展首次实验
国际热核聚变实验堆（ITER）项目在历经20年的研发后，其关键的磁体系统终于完成。这一里程碑式的进展为人类探索清洁能源开辟了新的可能。
ITER是地球上最大的核聚变试验台，如果能启动的话，它可以证明这种能源的可行性。
虽然花了20年的时间，但国际聚变能源项目的大型环形磁铁的设计和交付已经完成。根据ITER发布的消息，这19个线圈现在位于法国南部，为大规模核聚变项目制造第一个等离子体奠定了基础。
ITER是一个由35个国家合作建造的托卡马克项目，该项目将测试核聚变作为能源的可行性。托卡马克是一个甜甜圈形状的容器，里面装有燃烧的等离子体，由核聚变反应提供燃料。
核聚变是指两个或两个以上原子的轻原子核聚在一起形成一个原子核的反应，在这个过程中释放出大量的能量。不要把这和核裂变混淆，核裂变是通过分裂重原子核释放能量和放射性废物。核聚变是自然发生的 —— 它是为恒星提供能量的反应 —— 但在地球上却不是。然而，物理学家和工程师可以在实验室环境、托卡马克和激光中诱导核聚变。虽然听起来很不容易，但这并不是最难的部分。真正的诀窍是促进聚变反应产生比催化所需能量更多的能量，理论上可以产生无限的能量。
托卡马克用磁铁来控制等离子体。ITER的环形磁场线圈 —— 实验的磁体 —— 将被冷却到零下452.2华氏度（零下269摄氏度），使其成为超导线圈。这些56英尺高（17米）的线圈将缠绕在含有等离子体的甜甜圈形状的容器上，使ITER科学家能够控制真空容器内的聚变。
ITER将比其他任何托卡马克都要大，它有一个中央螺线管磁铁，由6个110吨重的磁铁模块组成。整个托卡马克的重量将达到惊人的23000吨，它的磁体产生的磁场将比我们整个地球产生的磁场强30万倍。它的等离子体将被加热到3.02亿华氏度（1.5亿摄氏度），是太阳核心温度的10倍。根据上个月在第34届ITER理事会上提出的最新基线，ITER预计将于明年进行第一次等离子体实验，第一次聚变反应定于2035年进行。更新后的基线时间表将在本周三（7月3日）的新闻发布会上公布。
ITER是戈尔巴乔夫和罗纳德·里根于1985年提出的，尽管该项目直到2005年才确定。近20年过去了，托卡马克仍未进行实验。据报道，ITER的成本自启动以来已经膨胀了四倍，最近估计该项目耗资超过220亿美元；技术缺陷和新冠疫情造成了延误。
有一种讽刺的老生常谈认为，核聚变作为一种能源永远是50年后的事情。它永远超越了今天的技术，就像一个无法挽回的前任，我们总是被告知“这次会不一样”。ITER旨在证明核聚变发电的技术可行性，但重要的不是其经济可行性。这是另一个棘手的问题：使核聚变发电不仅成为一种可行的能源，而且成为电网的可行能源。
核聚变被视为能源物理学的圣杯，是结束我们对化石燃料依赖的一种方式。但它不会很快到来，不足以解决日益恶化的气候危机。换句话说，即使ITER在工程方面取得了巨大的突破，它也只是问题的一部分。不要对核聚变做一个扫兴的人 —— 正如国家点火装置在2022年的技术收支平衡所证明的那样，我们离聚变越来越近了 —— 但还有很长的路要走。