全球核聚變研究迎來關鍵突破——由35個國家共同參與的國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目,近日在超導材料測試領域取得重大進展。這一位于法國南部的超級工程,旨在通過模擬太陽核聚變反應,為人類提供近乎無限的清潔能源。
據《超導科學與技術》期刊最新論文披露,ITER合作組織已完成對5500余個超導導線樣品的嚴格測試。這些總長度達數千公里的特殊導線,將構成反應堆核心磁體的"骨架",承擔著約束2億攝氏度超高溫等離子體的重任。英國達勒姆大學研究團隊通過1.3萬次精密測量,驗證了導線在模擬極端環境下的穩定性。
研究負責人指出,這些采用鈮鈦合金制造的超導導線,能夠在無電阻狀態下傳輸數百萬安培電流,但必須經受住核聚變反應產生的極端熱負荷與電磁力考驗。實驗中,導線被置于650攝氏度的高溫爐中反復測試,確保其在實際運行中不會因熱脹冷縮導致性能衰減。
項目團隊不僅完成了基礎測試,更開發出兩項創新技術:一是建立經濟高效的導線質量監控體系,通過非破壞性檢測手段實時追蹤材料狀態;二是優化熱處理工藝,將用于導線冷卻的氦氣純度控制在99.999%以上,大幅降低雜質引發的故障風險。
作為人類歷史上最復雜的能源工程,ITER的規模是現有最大聚變裝置的5倍。其環形真空室直徑達19.4米,內部將產生比太陽核心溫度更高的等離子體。但龐大體型也帶來挑戰——反應堆包含數百萬個精密部件,任何細微缺陷都可能影響整體運行。
在同期公布的另一項成果中,ITER診斷系統研發團隊宣布完成關鍵設備安裝。該系統包含2000余個傳感器,可實時監測等離子體形態、粒子密度等核心參數,精度達到微米級。這些突破標志著項目從建設階段向調試階段穩步推進。
自2010年正式動工以來,ITER已累計完成70%的土建工程。按照最新時間表,反應堆將于2034年首次點火,2039年啟動氘-氚燃料實驗。項目方強調,盡管面臨技術挑戰,但各參與國始終保持高效協作,近三年已連續完成低溫系統、真空室等里程碑節點。