全球最大“人造太阳”完成其“电磁心脏”组件制造

5月1日消息，国际热核聚变实验堆（ITER）组织官网4月30日宣布，其已完成全球最大、最强的脉冲超导电磁体系统的所有组件制造，这是聚变能源领域的一项里程碑式成就。

▲在ITER建设现场的托卡马克坑内，真空容器组装完成后，中央螺线管将被安装在中心

据介绍，最后一个完成制造的组件是中心螺线管的第六个模块，由美国制造并完成测试。该模块将运往法国南部圣保罗-莱迪朗斯的ITER现场进行组装，届时中心螺线管将成为整个系统中最强大的磁体，其磁力强大到足以举起一艘航空母舰。中心螺线管将与六个环形极向场（PF）磁体协同工作，这些磁体由俄罗斯、欧洲和中国制造并交付。完整组装后的脉冲磁体系统重量将接近3000吨。它将作为ITER甜甜圈形反应堆的“电磁心脏”，发挥核心作用。查询获悉，ITER是由30多个国家组成的国际合作项目，旨在证明聚变——即太阳和恒星所拥有的能量——作为一种丰富、安全、无碳的地球能源的可行性。这个脉冲超导电磁系统是如何工作的呢？

第一步。将几克氢燃料——氘和氚气体——注入到ITER巨大的托卡马克室中。第二步。脉冲磁系统向氢气发送电流，使其电离，形成等离子体，即带电粒子的云。第三步。磁体创建一个“无形笼子”，将电离等离子体约束和塑形。第四步。外部加热系统将等离子体温度提升至1.5亿摄氏度，比太阳核心温度高十倍。第五步。在此温度下，等离子体粒子的原子核结合并融合，释放出巨大的热能。

在满负荷运行时，ITER预计将从仅50兆瓦的输入加热功率中产生500兆瓦的聚变功率，实现十倍增益。在这个效率水平上，聚变反应主要自我加热，成为“燃烧等离子体”。ITER包含七个成员国和地区——中国、欧洲、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国，成千上万的科学家和工程师在三个大陆的数百个工厂为建造一台机器贡献部件。2024年，ITER完成了100%的建造目标。随着大部分主要组件交付，ITER托卡马克现在处于组装阶段。2025年4月，第一个真空室模块被插入托卡马克坑，比计划提前了大约3周。