Fusion Startup计划用小而强大的超导磁铁的反应堆

追逐丰富，安全，无碳电力的梦想追逐融合，阳光的能量来源，已经落稳了建立其紧凑型反应堆的场地。从投资者提供超过2亿美元的冲洗，包括比尔盖茨的突破性能源，3岁的英联邦融合系统今天晚些时候在今年晚些时候宣布，它将开始建立它的第一个测试反应堆，被称为SPARC，位于马萨诸塞州的新设施，与剑桥的目前基地不远。该公司表示，这将是世界上第一个生产更多能量的反应堆，这可能是运行反应所需的，可能会尽快举起2025年。

英联邦和竞争对手的英国公司也选择了他们认为的技术将让他们在法国建设中的巨型，公开资助的艾滋病反应堆前方，并进一步进一步领先于能源部所考虑的美国试点工厂：小但强大由高温超导体制成的磁铁。 Unmerwealth正在组装其第一个近乎全尺寸的磁铁，并希望在6月份测试它。 “这是一个很大的事，”Ceo Bob Mumgaard说。 “它超出了其他人渴望的。”

融合反应器在超过1亿摄氏度的氢同位素中燃烧离子化气体 - 如此热，使等离子体必须由磁场网含有，因此它不会熔化反应器壁。在ITER中，使用铌合金超导线实现足够强大的领域，该电线可以承载巨大的电流而不会通过磁体线圈抵抗。但这种低温超导体必须冷却至4°以上绝对零，这需要庞大且昂贵的液氦冷却。当前铌电线可以携带的电流数量有一个限制，强迫镜头采用巨大的磁铁，许多电线转动以产生所需的字段。 Iter最大的磁铁横跨24米，有助于反应堆的20亿美元的价格标签。

更新的高温超导体 - 所谓的，因为它们可以在相对甘露的液氮温度下超越77个kelvins的液氮温度 - 当磨练设计时不存在。但它们可以带来更高的电流，诱使融合设计师具有更小，更便宜的反应堆的前景。然而，它们是脆性的，有了脆弱的材料，所以“很多人都放弃了他们，”托卡马克能量的罗克巴特曼说，U.K.Stup，也在投注技术。 “他们只是不可靠。”

在过去的十年中，研究人员已经开发了沉积在金属带上的超导稀土钡氧化铜（REBCO）的薄层。胶带可以长长度可靠地制造，并且在大约10 k下表现最佳。但是在低温工程方面，“10 k比4 k更容易，”一般原子的磁铁工程师John Smith说。

Mumgaard说，雷柏胶带可以弯曲，但是平坦，挑战卷入卷轴上。 “你必须停止像电线一样对待它并要求它做线路的事情。” Commerwealth开发了一种带有堆叠层的电缆，如糖果手杖条纹。该公司认为电缆可以携带足够的电流，以产生比磨料的20-Tesla字段-1.5倍。 Tokamak Energy采用更简单，更紧凑的方法：卷绕线圈与胶带平，另一层在另一层上，就像一卷透明胶带。 “这使得蜿蜒如此简单，”Bateman说。

两家公司的另一个挑战是供应。雷柏胶带的制造商只能生产每年几百公里，而英联邦需要500公里只是建造其第一个测试磁铁。 “制造商现在就像疯狂一样缩放，”Bateman说。 “融合是市场高温超导体一直在等待。”

未来几个月对两家公司至关重要。遵循多年的建模和实验，它们都构造了测试磁铁，以证明它们需要紧凑件的20-Tesla场。英联邦是在缠绕单个2.5米高，D形磁铁的过程中，略小于计划的SPARC。虽然，Mumgaard说，在6月份完成后，它将是有史以来最大的高温超导磁铁。

Tokamak Energy希望在其对一整套16个线圈的测试中进行类似的场强，尺寸为约1米的测试反应器。 Bateman表示，该公司将在未来几周内开始磨损磁铁，并希望在年底之前测试它们。如果成功，该公司将开始建立一个模拟反应堆ST-F1，计划2027年。

融合科学家习惯于看到纸张设计来。但是，如果高温超导磁铁实际上可以实现20个特斯拉，史密斯说：“这将是技术的现象声明。”