核聚变朝商业化迈出关键一步:比尔盖茨支持的初创公司成功测试新型磁铁

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发布时间:2021-09-12 19:31

北京时间 9 月 9 日早间消息,随着一项关键技术的成功测试 —— 一种非常强大的磁铁且消耗的能源非常少,核聚变在从实验室走向商业可行性的过程中迈出了关键的一步。

新能源初创公司 Commonwealth Fusion Systems(以下简称“CFS”)和麻省理工学院等离子体科学与聚变中心(以下简称“PSFC”)周三表示,在 PSFC 所在的马萨诸塞州剑桥市的当地时间周日上午 6 点,它们完成了对这项技术的测试。

在测试中,目标磁铁的磁感应强度达到了 20 特斯拉。作为参考,20 特斯拉较传统核磁共振(MRI)扫描的磁感应强度高出 12 倍。

PSFC 主任、CFS 联合创始人丹尼斯・怀特(Dennis Whyte)周三在一次电话会议上向与会记者表示,在磁感应强度达到 20 特斯拉的同时,这种磁铁只消耗了约 30 瓦能量 —— 比麻省理工学院之前测试过的传统铜导磁体 2 亿瓦的能量消耗低了几个数量级。

核聚变是为太阳和其他恒星提供能量的物理反应。当两个更小、更轻的原子核合并在一起,形成一个更重的原子核并释放能量时,就会发生核聚变。如果核聚变能在地球上实现并商业化,则可提供几乎无限的清洁能源,而不会像核裂变那样产生可能会保持数千年放射性的废物。

CFS 和 PSFC 表示,这种新磁铁足够强大,当它们的团队用其建造一个被称为“托卡马克”(tokamak)的甜甜圈形状的聚变机时,将可获得“净能量”,也就是聚变机产生的能量比启动和维持反应所需的能量更多。

到目前为止,还没有一家公司能够实现净能量核聚变,各种试验中聚变反应产生的所有能量都被用于启动和维持反应。聚变工业协会(Fusion Industry Association)的 CEO 安德鲁・霍兰德(Andrew Holland)在接受采访时表示:“到目前为止,还没有任何公司、大学、国家实验室或政府实现了聚变能量平衡的目标。”

CFS 和 PSFC 的科学家和工程师表示,新磁铁技术的成功性能是核聚变技术商业化开发进程中的关键一步。

怀特表示:“我们认为,这种磁铁将改变聚变科学和能源的发展轨迹,并最终改变整个世界的能源格局。”

霍华德也认为,CFS 和 PSFC 将可实现核聚变商业化的目标。他表示:“这是一件大事。”

“这不是炒作,而是现实。随着整个核聚变行业的进步,我们看到一种新的、清洁的、可持续的、始终可用的能源正在诞生。”霍兰德说道。

在上周日的实验中,为了制造能够达到 20 特斯拉的磁铁,CFS 和 PSFC 使用了高温超导体。

“这种磁铁的规模和性能与麻省理工学院 5 年前结束实验的非超导磁铁相似,”怀特表示,但两者“在能源消耗方面的差异是相当惊人的”。

CFS 尚未实现营收,该公司已经从少数投资者那里筹集了超过 2.5 亿美元资金,其中包括备受瞩目的可持续发展投资基金 Breakthrough Energy Ventures,该基金的支持者包括比尔・盖茨(Bill Gates)、杰夫・贝索斯(Jeff Bezos)、理查德・布兰森(Richard Branson)和瑞-达利欧(Ray Dalio)等。

CFS 团队表示,上周日展示的高温超导磁体将被用于名为“SPARC”的聚变测试装置,该装置已经在马萨诸塞州的德文斯(Devens)进行建设,有望在 2025 年之前展示聚变带来的净能量,而该公司的第一座聚变发电厂(名为 ARC)计划在本世纪 30 年代初上线。

在周三召开的电话会议上,CFS 的 CEO 鲍勃・蒙加德(Bob Mumgaard)表示,SPARC“不是一个商业系统,因为它还不能 30 年如一日地向人们输送电力”。他指出,SPARC 和 ARC 的区别在于“可靠性和寿命”,就像是先要制造一架测试飞机,然后再制造载客飞机那样。

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