MIT造出地球上最強磁場

麻省理工學院（MIT）9 月初發布的新聞稿說，他們設計出一種新型的超導磁鐵，造出了地球上前所未見的最強磁場、能夠有效地穩定核聚變反應的設備，在核聚變反應技術研究道路上邁出了關鍵的一大步。

這是麻省理工學院和一家製造核聚變反應設施的初創公司CFS 合作的成果。項目負責人宣布，9 月5日，他們研發的一塊大型高溫超導電磁鐵第一次達到了20 Tesla的磁場強度——打破了地面環境下所造出的最強磁場的紀錄。Tesla是衡量磁場強度的單位，20 個Tesla大約是普通的磁共振成像（MRI）設備所產生的磁場強度的12 倍。

核聚變行業協會（Fusion Industry Association）營運總監霍蘭德（Andrew Holland）在美國全國廣播公司財經頻道（CNBC）上說：「這是件大事，這不是吹的，這真的實現了。」

而且這項技術所消耗的能量比以前所用的其它超導材料少了幾個數量級。麻省理工學院等離子體科學與聚變中心（PSFC）負責人懷特（Dennis Whyte）說，他們只用了30 瓦的能量，而以前使用的傳統銅製電磁鐵技術要用掉大約兩億瓦能量。

核聚變反應是把氫原子聚合成氦原子從而釋放巨大能量的過程，太陽的內部就是通過這樣的反應產生大量的能量。科學家一直在探索如何駕馭這項技術，為人類開發取之不盡的潔淨能源。在地面環境下實現這個反應過程，需要很高的溫度，比如1 億度以上。

可是任何材料一旦碰到這樣的高溫，立即會灰飛煙滅，所以科學家需要把這樣的高溫空間與反應爐壁隔開，好比用一個隱形的容器把高溫反應區域包裹起來。

目前科學家都是使用強磁場實現這個目的，把高溫等離子體包住。由於等離子體帶電的特性，所以會牢牢地受到磁場的控制。最常見的核反應爐是甜圈圈形狀的設備，也叫托卡馬克（Tokamak）核聚變爐。

多數這類設備使用銅製造的傳統電磁鐵產生磁場，近年來，一些研究人員開始使用超導材料產生磁場。比如法國的ITER，使用的是低溫超導體。

而MIT 和CFS 的合作，則使用了前幾年剛投入商務用途的一種高溫超導材料，他們說可以在更小的空間區域內造出更強的磁場。

2015 年，他們造出了ARC（價格合理、堅固耐用、緊湊三個詞的縮寫）核反應設施。

MIT 介紹說，新設備使用被製成扁平帶狀的新型高溫超導材料，可以在更小的設備內產生更強的磁場——相當於40 倍大的用低溫超導材料製造的設備所產生的磁場。項目組表示，耗費的能量與設備體積之比的大幅提高，是ARC技術革新的核心所在。

現在，他們在開發改進版本的SPARC，據稱體積只有ARC 的一半，作為測試的版本。他們預計SPARC 反應設備將在2025 年建成。◇

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