英國托卡馬克能源公司宣布，它已經建造了世界上第一套新一代高溫超導(HTS)磁體，將在聚變電站的相關場景下進行組裝和測試。

工人們標志著用于Demo4設施的第一套高溫超導磁體的完成(圖片：托卡馬克能源)。

托卡馬克說："創造清潔、可持續的核聚變能源需要強大的磁場來限制和控制極熱的、帶正電荷的氫燃料，它會變成比太陽熱幾倍的等離子體。“

這家總部位于牛津郡的公司的新 Demo4 設施將由 44 個獨立的磁線圈組成，這些線圈是最近使用 38 公里的突破性 HTS 帶材制造的，它以零電阻承載電流，并且需要比傳統超導材料低五倍的冷卻功率。

HTS帶材是多層導體，主要由堅固的導電金屬制成，但內部有一層關鍵的 "稀土鋇銅氧化物"(REBCO)超導材料涂層。這種磁帶通常是12毫米寬，厚度小于0.1毫米，REBCO作為薄涂層沉積。當纏繞成線圈時，HTS帶材可以產生比傳統超導磁鐵高得多的磁場，同時占用的空間和需要的冷卻功率也小得多。

由14個環形場(TF)肢體和一對極形場線圈堆組成籠形結構，Demo4的磁場強度將超過18特斯拉，比地球的磁場強近一百萬倍。它將需要在零下253℃的極低溫度下進行測試。

Demo 4的剖面圖(圖片：托卡馬克能源公司)

Demo4將展示所有線圈的相互作用，并將展示如何在托卡馬克配置中控制和保護一組平衡的HTS線圈。它還將產生大量的磁力，并在與核聚變有關的情況下對其進行測試。

位于牛津附近米爾頓公園的托卡馬克總部的Demo4的全面組裝將在今年晚些時候完成，測試將延續到2024年，為其先進的原型機ST80-HTS和隨后的聚變電站ST-E1的設計和運行方案提供參考。

托卡馬克能源公司首席執行官Chris Kelsall說："托卡馬克能源公司一直是認識到應用和開發高溫超導技術用于聚變能源機會的先驅。從Demo4中獲得的經驗將成為實現全球部署緊湊型、低成本球形托卡馬克電站的關鍵催化劑。"

托卡馬克公司HTS磁體開發經理Rod Bateman補充說："這是一個巨大的、可見的時刻，我們真的很興奮，我們的磁體使球形托卡馬克的建造和運行成為可能，因此對于更快地在電網上獲得清潔、無限的核聚變能源來說是一個游戲規則的改變者。”

"Demo4將使我們能夠創造大量的磁力，并在聚變電站相關的場景中測試它們。重要的是，它將大大推進HTS磁體的技術準備水平，這是我們在2030年代早期展示電網就緒的核聚變任務的一個關鍵部分。"

托卡馬克能源公司的路線圖是在2030年代中期部署商業聚變電站。為了實現這一目標，計劃在2026年完成ST80-HTS，"以展示高溫超導磁體的全部潛力"，并為其核聚變試驗工廠ST-E1的設計提供信息，該工廠計劃在2030年代早期展示電力輸送能力--產生高達200兆瓦的凈電力。

1月，托卡馬克公司表示，它已經與日本古河電工簽署了一項協議，為其ST80-HTS原型核聚變裝置提供 "幾百公里 "的HTS帶。HTS帶已被開發出來，并由古河公司提供，該集團的SuperPower Inc在美國紐約的工廠正在生產該帶。