研究人员创造了地球上最强大的磁铁：20 特斯拉

2021 年 9 月 5 日，麻省理工学院的一组研究人员成功测试了高温超导磁铁，打破了有史以来产生的最强大磁场强度的世界纪录。这种磁体达到 20 特斯拉，可以证明是解锁核聚变并为世界提供清洁、无碳能源的关键。

几十年来，核聚变一直是清洁能源的圣杯，但它是一个难以破解的难题。目前的核电站使用裂变—原子分裂—来发电。它是有效的，但也可能是危险的，并且会留下持久的核废料，安全储存起来既困难又昂贵。另一方面，核聚变依赖于将两个原子结合在一起形成一个更大的原子。这就是发生在太阳和恒星中的反应。当在地球上人工繁殖时，它比裂变更不容易发生灾难性爆炸，产生的放射性废物也少得多。如果能够实现商业上可行的聚变反应堆，它将很快成为未来的能源。

世界上最强的磁铁。由 Commonwealth Fusion Systems 和 MIT 的等离子体科学与融合中心 (PSFC) 设计和建造。

这就是麻省理工学院强大的新磁铁的用武之地。核聚变只发生在极高的温度下，等离子体必须达到会熔化或破坏人类可能认为用来建造反应堆的任何材料的温度。早在 1950 年代就提出的解决方案是在不让它接触任何东西的情况下控制等离子体。强磁场可以做到这一点，创造一个可以发生核聚变的人造“瓶子”。

这些磁性瓶中最常见的形状是一种称为托卡马克的甜甜圈状物体。麻省理工学院的科学家们希望将他们强大的新磁铁放入托卡马克反应堆中，从而在 2025 年之前产生净正核聚变。

这里真正的开创性工作不是融合本身。人工聚变反应之前已经产生过。问题是，到目前为止，它们运行所消耗的能量总是比产生的能量多。通过努力改进磁铁，麻省理工学院的团队希望成为第一个最终生产出能量大于消耗的反应堆的人。

以前对净正反应器的尝试使用传统的铜电磁铁，最近使用低温超导体来控制聚变反应。麻省理工学院的团队和他们的商业合作伙伴，一家名为 Commonwealth Fusion Systems (CFS) 的初创公司，通过在磁铁上应用一种新的超导材料：高温超导体，超越了他们的竞争对手。这种材料被用作带状胶带，它允许它们在更小的空间内产生更强的磁场。低温超导体需要大 40 倍的体积才能达到相同的场强。

测试台内正在处理的磁铁。

麻省理工学院等离子体科学与聚变中心副主任兼高级研究科学家 Martin Greenwald解释说：“我们正在填补的利基是使用传统的等离子体物理、传统的托卡马克设计和工程，但将这种新的磁铁技术引入其中。因此，我们不需要在六个不同领域进行创新。我们只会在磁铁上进行创新，然后应用过去几十年学到的知识库。”

随着上周磁铁的成功测试，该策略似乎取得了成效。去年，一系列科学论文使用模拟来预测，如果磁铁正常工作，那么聚变反应堆应该确实能够产生净正聚变功率。现在成功的磁铁测试已经完成，剩下的就是制造整个系统，这应该需要大约三年的时间。

如果他们成功，它可能会改变世界。正如麻省理工学院负责研究的副总裁 Maria Zuber 解释的那样，在很多方面，聚变是最终的清洁能源，可用的电量确实改变了游戏规则。他们的最终目标是使电网脱碳，减缓气候变化并减少温室气体的排放。如果他们成功了，那将是值得的。在这一点上，我们没有人试图赢得奖杯。祖伯说：我们正在努力让地球保持宜居。 他们创纪录的 20 特斯拉磁场可能只是解锁核聚变和扭转气候变化斗争的关键。