日本「人造太陽」高溫超導磁體取得突破 瞄準2030年代商業聚變發電

財聯社10月27日訊(編輯 史正丞)近期備受關注的核聚變發電領域,又有挑戰者報告實現里程碑突破。

東京初創公司helical fusion周一舉行新聞發布會,宣布在開發對聚變反應堆至關重要的高溫超導(hts)磁體方面取得進展,這標誌著該公司朝著實現「商業聚變能源」的目標邁進重要一步。

作為背景,核聚變工程常被稱為「人造太陽」——模仿太陽運行的原理產生能源。人類正通過將氫的同位素(通常為氘和氚)加熱到遠高於太陽核心的溫度,形成名為等離子體的超高溫氣體。在這種狀態下,原子核發生聚變,釋放出巨量能量。

由於等離子體的溫度太高,任何材料都無法承受與其接觸,所以需要高溫超導磁體產生磁場將其約束在反應堆中。與全球主流的托卡馬克(俄語「磁線圈環形真空室」)設計不同,日本聚變產業一直鑽研其特有的「螺旋式磁約束技術」。

(helical fusion首台核聚變反應堆helix kanata的示意圖)

helical fusion周一宣布,公司開發的高溫超導磁體在模擬真實聚變反應堆的條件下成功完成了預定測試。組裝成線圈的這些磁體為全尺寸,旨在用於實際反應堆。

與此同時,為了滿足「三維螺旋結構」的設計,helical fusion採用了多條高溫超導帶束合的解決方法,使其高溫超導導體樣本兼顧性能和「可彎曲性」。

對於近期完成的這項驗證,helical fusion聲稱這是「任何歐洲和美國公司都未曾達到的首創之舉」。

helical fusion成立於2021年,其研發集成了日本國立核融合科學研究所的成果,目標是在2030年代將其kanata示範反應堆打造成全球首個具有商業可行性的聚變電站。據悉,核聚變電站的商業可行性具有3個標準:1)具備全年不間斷運行的穩定性;2)輸出能量超過消耗;3)能夠對部件進行定期維護。

對於這個前沿領域而言,身處日本的helical fusion也面臨欠缺「鈔能力」的不足。公司在今年7月表示,完成了23億日元(約合人民幣1.07億元)的a輪融資,使得包括補助和貸款在內的總資本達到52億日元。

helical fusion首席執行官takaya taguchi也在周一表示:「中國、美國等國家過去五年里在聚變領域投入超過1萬億日元。與此同時,日本在同一時期僅投入了1000萬日元。

不過隨著俄烏衝突、全球變暖和人工智慧數據中心的大規模建設,聚變能源的前景正在愈發受到各國政府和投資者的關注。以日本為例,新任首相高市早苗在上周五的首次施政演講中提及日本政府將以「早日實現…在社會中應用聚變能源為目標」。據悉,在美國總統特朗普本周訪日期間,兩國也將簽署一項包含聚變能源在內的尖端技術合作協議。

在美國,由麻省理工學院衍生commonwealth fusion systems正計劃在弗吉尼亞州建設首座「電網級聚變電廠」,目標是在2030年代初實現發電。

據中國外交部發言人毛寧上周末介紹,中國核聚變裝置best預計將於2027年竣工,有望成為人類歷史上首個實現聚變發電的裝置。

(財聯社 史正丞)