超导体技术可以实现更小更快的收敛

  来源:  编辑:东莉飘

长期以来,科学家一直在寻求利用核聚变作为取之不尽的无碳能源。在过去的几年里,突破性的高温超导技术激发了它的实际应用。长期以来,科学家一直在寻求利用核聚变作为取之不尽的无碳能源。在过去几年中,突破性的高温超导技术(HTS)激发了实现实用聚变能源的新愿景。这种方法被称为高场会聚方法,旨在以比其他方法更短的时间尺度和更低的成本在紧凑的设备中产生会聚。

然而,实现这一愿景的一个关键技术挑战是,在开发新型高性能超导磁体的过程中,使HTS超导体以集成的方式工作,这将产生比前几代磁体更高的磁场,而限制和控制等离子体反应是实现这一目标的关键。

现在,由麻省理工学院等离子体科学和聚变中心(PSFC)和马萨诸塞州联邦聚变系统(CFS)分部领导的团队已经开发并广泛测试了HTS电缆技术,可以将其规模化并设计成高性能磁体。该组的研究成果发表于《超导体科学与技术》年10月7日。研究人员包括麻省理工学院助理教授兼首席研究员扎卡里哈特维格。PSFC的副工程主管Rui F. Vieira和PSFC的其他关键技术和工程人员;粮安委17届首席科学官Brandon Sorbom博士和其他粮安委工程师;瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的研究人员和科学家,以及新西兰惠灵顿维多利亚大学罗宾逊研究所的科学家。

这一发展最近促进了高磁场方法的发展,当时来自12个机构的47名研究人员在《等离子体物理学》上发表了7篇论文,表明用这种磁体建造的名为SPARC的高磁场聚变设备将产生净能量,并且能量消耗多于能量消耗——这在以前从未得到证明。

核科学与工程助理教授、PSFC研究团队负责人哈特维格(Hartvig)表示,“当我们试图加快实现聚变能源的时间表时,SPARC的电缆技术是一个重要问题。”“如果我们在我们所做的事情和其他技术上取得成功,那么聚变能源将在减缓气候变化方面发挥作用——不是在100年内,而是在10年内。”

超级电缆

本文描述的创新技术是一种超导电缆,它可以导电而不产生电阻或热量,并且在极端的机械、电气和热条件下不会退化。VIPER品牌(代表缩写专业技术、真空压力浸渍、绝缘、部分置换、挤压和滚塑)由商业生产的薄钢带组成,用HTS化合物(钇钡钡铜氧化物)包装,组装成铜和钢部件,形成电缆。低温冷却剂(如超临界氦)可以很容易地流过电缆带走热量,即使在恶劣条件下电缆也能保持低温。

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