美國(guó)能源部開(kāi)發(fā)新型電磁鐵 可促進(jìn)核聚變和醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展

托卡馬克依靠一個(gè)被稱為螺線管的中央電磁鐵來(lái)產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)，以限制等離子體，一種由自由電子和原子核組成的熱的、帶電的物質(zhì)狀態(tài)，從而使聚變反應(yīng)得以發(fā)生。然而，在受到被稱為中子的高能亞原子粒子的長(zhǎng)期影響后，電磁鐵導(dǎo)線周圍的絕緣層可能會(huì)惡化。如果是這樣，電磁鐵可能會(huì)失效，從而限制了托卡馬克利用核聚變能量的能力。

金屬在這種新形式的磁鐵中起到絕緣作用，防止粒子對(duì)其造成損害。此外，它將在比現(xiàn)有超導(dǎo)電磁鐵更高的溫度下運(yùn)行，使其更容易維護(hù)。聚變是為太陽(yáng)和恒星提供動(dòng)力的力量，它以等離子體的形式將光元素結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生大量的能量。科學(xué)家們正試圖在地球上復(fù)制核聚變，以產(chǎn)生幾乎無(wú)限的動(dòng)力源來(lái)發(fā)電。

測(cè)試顯示，這種新型磁鐵產(chǎn)生了大約83%的超導(dǎo)線材電流容量，這是一個(gè)非常好的量。科學(xué)家們?cè)谠O(shè)計(jì)和建造高功率磁體時(shí)，通常只使用超導(dǎo)線材電流容量的70%。而像正在法國(guó)建造的國(guó)際核聚變?cè)O(shè)施ITER中使用的大型磁體，通常只使用50%。

新磁鐵的導(dǎo)線由鈮和錫元素構(gòu)成。當(dāng)以特殊方式加熱時(shí)，這些元素形成一種超導(dǎo)體，允許電流在極低的溫度下無(wú)阻力地流過(guò)它。因此，對(duì)防止電流泄漏的絕緣需要要少得多。它允許磁體在很小的空間內(nèi)攜帶大量的電流，減少磁體在托卡馬克中占據(jù)的體積，這種磁鐵還可以在比今天的磁鐵更高的電流密度和更強(qiáng)的磁場(chǎng)下運(yùn)行。這兩種品質(zhì)都很重要，并可能導(dǎo)致成本降低、

總而言之，這項(xiàng)新的發(fā)展可以深刻地有利于聚變能源的發(fā)展，擺脫了許多昂貴的步驟，并減少了線圈發(fā)生故障的機(jī)會(huì)。