#科技[超话]# 陈根：MIT制造超强磁铁，有望产生净正核聚变

托卡马克(Tokamak)是一种环形装置，可以通过约束电磁波驱动创造氘、氚实现聚变的环境和超高温，并实现人类对聚变反应的控制。受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低，突破难度大。

上世纪末，科学家们把新兴的超导技术用于托卡马克装置，使基础理论研究和系统运行参数得到很大提高。据科学家估计，可控热核聚变的演示性的聚变堆将于2025年实现，商用聚变堆将于2040年建成。

不久前，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”刷新了世界纪录：在其第98958次放电中，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，是1亿摄氏度20秒原纪录的5倍。

近日，麻省理工学院(MIT)的研究人员成功开发出一种高温超导磁铁，其磁场强度达到20 Teslas，打破有史以来最强磁场强度的世界纪录，该磁铁或将成为开启核聚变并向世界提供清洁无碳能源的进程加速。

新磁铁由16个板块堆叠在一起组成，高约3米，利用一种叫做ReBCO的超导材料。在大约两周的运行时间内，它能够达到破纪录的20特斯拉的磁场强度。此外，被束缚的等离子体可以被加热到1亿摄氏度或更高的温度，从而能够触发核聚变反应。

人工聚变反应以前也曾发生过，但到目前为止，它们运行所消耗的能量总是大于产生的能量(保持这些磁场以容纳等离子体需要大量的能量)。通过改进磁体，研究人员有望开发出第一个最终生产出能量大于消耗的反应堆。

值得一提的是，有了该磁体，就有可能在体积仅之前1/40的反应堆中获得类似的性能。而且，用于驱动反应堆的燃料将是水中的氢同位素——由于我们拥有几乎无限的水，这些反应堆几乎可以无限期地运行。

未来，有望在2025年前，研究人员能够将他们开发的强大的新磁铁排列到托卡马克反应堆中，并由此产生净正核聚变。

#绿色经济# 美国国家点燃实验设施研究员宣布向惯性约束核聚变方向迈出了“历史性一步”。他们已接近点火阈值，这对于最终走向一种经济上可持续的能源来说是必需的。8月8日，美国的实验是通过将192束激光集中在一个所追逐的“铅大小的目标”上得以实现的。其效果是“产生一根头发直径的热点，在100万亿分之一秒内通过聚变生成超过10万亿瓦能量”。——法国《回声报》 https://t.cn/z8sPOoR

【#未来科学大奖揭晓#中科院院士#张杰获未来科学大奖物质科学奖#】9月12日上午，未来科学大奖公布2021年获奖名单。 被誉为“中国诺奖”的未来科学大奖一直以来深受社会各界关注。
记者注意到，上海交通大学原校长、中国科学院院士张杰摘得未来科学大奖“物质科学奖”，奖励他通过调控激光与物质相互作用产生精确可控的超短脉冲快电子束，并将其应用于实现超高时空分辨高能电子衍射成像和激光核聚变的快点火研究，奖金为100万美元。https://t.cn/A6IsCknc（嘉玛）