美國私營核聚變公司 Commonwealth Fusion Systems 已安裝圓盤狀不銹鋼低溫恒溫器底座，標志著 SPARC 托卡馬克組裝工作開始。與此同時，Fusion for Energy 已完成 ITER 托卡馬克八個環形低溫恒溫器低溫泵的制造。
低溫恒溫器底座被放入到位(圖片：CFS)
聯邦聚變系統公司 (CFS) 目前正在馬薩諸塞州德文斯的總部建造 SPARC 原型聚變機。它被描述為一種緊湊、高場、凈聚變能裝置，其尺寸與現有的中型聚變裝置相當，但磁場要強得多。這種環形裝置將使用強大的電磁鐵來產生適合聚變能的條件，包括超過 1 億攝氏度的內部溫度。預計它將產生 50-100 兆瓦的聚變功率，實現大于 10 的聚變增益。
為了使 SPARC 的超導磁體保持足夠低的溫度以實現良好的性能，CFS 將它們安置在一個更大的腔室(稱為低溫恒溫器)內，該腔室通過真空將它們與外界隔離。
CFS 現已安裝低溫恒溫器基座，該基座將支撐重達 1000 噸的 SPARC。該基座直徑為 24 英尺(超過 7 米)，重達 75 噸，還能吸收聚變過程中產生的部分中子，并容納氦冷卻劑、磁體電源和內部傳感器通信鏈路的導管。
“隨著低溫恒溫器基座的安裝，我們開始建造聚變能系統的核心，”CFS 項目副總裁 Samer Hamade 說道。“這是 CFS 聚變能項目進入新階段托卡馬克組裝的一個非常明顯的例子。看到 SPARC 的第一部分填補了地板上的一個圓形洞，真是令人振奮 - 這是團隊辛勤工作和奉獻精神的真實證明。”
(圖片來源：CFS)
在接下來的幾個月里，CFS 將在兩個橙色支架上安裝 D 形環向場 (TF) 磁鐵，將 SPARC 的真空容器插入這些 TF 磁鐵的內部，添加環繞結構的圓形極向場 (PF) 磁鐵，將圓柱形中央螺線管 (CS) 磁鐵放到托卡馬克的中心，并用低溫恒溫器的側面和頂部密封整個組件。
該公司已開始努力安裝 SPARC 周圍的設備，使其正常運行。其中包括為托卡馬克超強磁鐵供電和冷卻的系統、用于監控聚變過程的診斷傳感器，以及將 SPARC 的氫燃料轉化為等離子體以用于聚變過程的加熱系統。
“我們同時設計了底座和所有 SPARC 系統接口，如磁體支架、電源、低溫技術、真空泵和儀表，”CFS 工程總監 Moji Safabakhsh 說道。“經過快速制造，我們準時收到了產品。低溫恒溫器底座的安裝是啟動組裝過程并將 SPARC 與工廠其余部分互連的分水嶺時刻。”
SPARC 將為首個商業上可行的核聚變發電廠 ARC 鋪平道路，該發電廠旨在產生約 400 MWe 的電力，足以為大型工業場所或約 15 萬戶家庭供電。ARC 預計將在 2030 年代初向電網輸送電力。
2024 年 12 月，CFS 宣布計劃獨立融資、建造、擁有和運營位于弗吉尼亞州切斯特菲爾德縣的商業規模聚變發電廠。該公司是麻省理工學院的分拆公司，表示已與 Dominion Energy Virginia 達成協議，提供非金融合作，包括開發和技術專業知識以及詹姆斯河工業園區擬建場地的租賃權。Dominion Energy Virginia 目前擁有擬建場地。
ITER 低溫泵完工
國際熱核聚變實驗反應堆 (ITER) 組織的歐洲國內機構——能源聚變組織 (F4E) 宣布，國際熱核聚變實驗反應堆 (ITER) 的第八個也是最后一個環形低溫恒溫器低溫泵已經完成工廠驗收測試。
(圖片：F4E)
這些部件是反應堆燃料循環和真空系統的關鍵部件，由 Research Instruments 和 Alsymex 合作制造。在預生產單元的基礎上，這些部件的批量生產于 2020 年開始，并在去年首次交付時達到頂峰。
F4E 交付的 8 臺低溫泵中，兩臺將用于低溫恒溫器，六臺將通過偏濾器連接到真空容器。低溫泵將使用低溫板捕獲氣體粒子，冷卻至約 -269°C 的超低溫，然后釋放它們以重新處理未燃燒的燃料。
未來幾年，ITER 組織將把低溫泵連接到強大的低溫裝置電路中，在真實的低溫條件下對其進行測試。
F4E 項目經理 Francina Canadell 表示：“低溫泵需要完美的生產鏈，以確保整個加工、焊接和組裝過程中的嚴格公差。得益于順暢的協調，我們成功滿足了標準，甚至當場解決了一些不可預見的問題。”
ITER 是一個大型國際項目，旨在建造托卡馬克聚變裝置，以證明聚變作為大規模無碳能源的可行性。ITER 的目標是以 500 MW 的功率運行(連續運行至少 400 秒)，輸入 50 MW 的等離子體加熱功率。看來，運行過程中可能需要額外輸入 300 MWe 的電力。ITER 不會發電。
35 個國家正在合作建造 ITER，其中歐盟承擔了近一半的建設費用，其他六個成員國(中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國)則承擔了其余費用。ITER 于 2010 年開始建設，原定于 2018 年首次產生等離子體的目標日期于 2016 年被 ITER 理事會推遲到 2025 年。然而，去年 6 月，ITER 公布了一項修訂后的項目計劃，旨在實現“科學和技術上穩健的初始運營階段，包括 2035 年的氘-氘聚變運行，隨后實現全磁能和等離子體電流運行”。
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