全球首個(gè)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置要來(lái)了，核聚變商業(yè)化進(jìn)程將加速。
據(jù)能量奇點(diǎn)能源科技(上海)有限公司(下稱能量奇點(diǎn))官微8月15日消息，近日，洪荒70高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置總體安裝正式啟動(dòng)，計(jì)劃于2023年底建成運(yùn)行。
洪荒70由能量奇點(diǎn)設(shè)計(jì)、研發(fā)和建設(shè)，總體安裝由中國(guó)核工業(yè)第五建設(shè)有限公司(下稱中核五公司)承建施工。
“屆時(shí)，洪荒70將成為全球首臺(tái)建成運(yùn)行的全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置，率先在完整裝置層面驗(yàn)證高溫超導(dǎo)托卡馬克技術(shù)路線的工程可行性。”能量奇點(diǎn)稱。
洪荒70概念圖，圖片來(lái)源：能量奇點(diǎn)
這也將是全球第一個(gè)全高溫超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。
一個(gè)多月前，中核五公司發(fā)布消息表示，與中國(guó)第一家聚焦聚變能開發(fā)的商業(yè)公司正式簽訂全高溫超導(dǎo)核聚變裝置總裝合同，承建全球首個(gè)全高溫超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置 。但中核五公司當(dāng)時(shí)并未披露與其簽訂總裝合同的合作公司名稱。
核聚變能源的原材料資源豐富，且無(wú)污染排放，因此可控核聚變被一直認(rèn)為是人類解決能源問(wèn)題的重要出路，視為人類“終極能源”。
當(dāng)前可控核聚變技術(shù)路線主要有三種，包括重力場(chǎng)約束核聚變、激光慣性約束核聚變和磁約束核聚變。其中，磁約束核聚變目前研究的裝置包括托卡馬克、仿星器、反向場(chǎng)箍縮及磁鏡等。
托克馬克被譽(yù)為“人造太陽(yáng)”，其裝置的中央是一個(gè)環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈，在通電時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場(chǎng)，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達(dá)到核聚變的目的。
洪荒70即托卡馬克技術(shù)路線的核聚變裝置，該裝置的全部磁體系統(tǒng)，包括環(huán)向場(chǎng)(TF)線圈、極向場(chǎng)(PF)線圈和中心螺線管(CS)線圈，均采用高溫超導(dǎo)材料建造。
高溫超導(dǎo)是指特定材料在臨界溫度在液氮溫度77K (-196℃)以上，出現(xiàn)超導(dǎo)電性的物理現(xiàn)象。
東吳證券在4月的研報(bào)中指出，高溫超導(dǎo)磁體相較于同體積下的低溫超導(dǎo)產(chǎn)生的磁場(chǎng)更強(qiáng)，突破低溫超導(dǎo)材料磁體磁場(chǎng)上限，推動(dòng)可控核聚變裝置小型化與成本降低。
由于國(guó)家與世界級(jí)可控核聚變項(xiàng)目更看重研發(fā)，對(duì)成本與體積的要求較低，所以多選擇低溫超導(dǎo)與高溫超導(dǎo)磁體結(jié)合的方式，在磁場(chǎng)高的地方采用高溫材料，磁場(chǎng)低的地方用低溫材料。目前，全球暫時(shí)還沒(méi)有全高溫超導(dǎo)托卡馬克建造完成。
能量奇點(diǎn)成立于2021年，是中國(guó)首家聚變能源商業(yè)公司，業(yè)務(wù)聚焦于開發(fā)高磁場(chǎng)、高參數(shù)、緊湊型高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置等。
楊釗是該公司的創(chuàng)始人和首席執(zhí)行官，本科畢業(yè)于北京大學(xué)物理系，獲得斯坦福大學(xué)理論物理系博士學(xué)位。
能量奇點(diǎn)計(jì)劃，到2027年，設(shè)計(jì)、建造一個(gè)穩(wěn)態(tài)、強(qiáng)磁場(chǎng)高溫超導(dǎo)先進(jìn)托卡馬克，全面驗(yàn)證并奠定可高效獲取聚變能的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ);到2030年，建設(shè)示范電站。
今年以來(lái)，核聚變領(lǐng)域突破不斷，商業(yè)化進(jìn)程有望加速。
今年7月30日，美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室時(shí)隔 近8個(gè)月成功重現(xiàn)了“核聚變點(diǎn)火” ，再次驗(yàn)證了核聚變商業(yè)化的可行性。
據(jù)國(guó)信證券8月15日發(fā)布研報(bào)提及，相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，截至2023年4月，全球已有44家聚變企業(yè)完成創(chuàng)建，其中僅2022年就創(chuàng)建了9家公司。這些公司對(duì)聚變預(yù)期較為樂(lè)觀，超半數(shù)認(rèn)為2035年首臺(tái)核聚變機(jī)組有望并網(wǎng)發(fā)電。
今年5月，微軟與美國(guó)核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy簽署對(duì)賭協(xié)議，將于2028年向后者購(gòu)買50MW的聚變發(fā)電量。
中國(guó)也正在積極建設(shè)自己的核聚變堆，目前已運(yùn)行全球首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克EAST裝置。
今年4月12日21時(shí)，EAST裝置實(shí)現(xiàn)了高功率溫度下穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，創(chuàng)造了托卡馬克裝置穩(wěn)態(tài)高約束模運(yùn)行新的世界紀(jì)錄 。
中國(guó)國(guó)內(nèi)具有代表性的兩家聚變商業(yè)公司為能量奇點(diǎn)和陜西星環(huán)聚能科技有限公司(下稱星環(huán)聚能)。
星環(huán)聚能已先一步建成并運(yùn)行了托卡馬克裝置。
今年7月，星環(huán)聚能宣布中國(guó)聯(lián)合球形托卡馬克2號(hào)(SUNIST-2)建成并開展了首輪運(yùn)行 ，獲得100千安培等離子體電流。這也是中國(guó)目前磁場(chǎng)最強(qiáng)、等離子體性能最高的球形托卡馬克裝置。
上述兩家公司均獲得了資本市場(chǎng)的青睞。截至今年4月，能量奇點(diǎn)累計(jì)獲得近8億元的兩輪融資，投資方包括米哈游、蔚來(lái)資本和紅杉中國(guó)種子基金等。星環(huán)聚能也在去年6月宣布獲得順為資本、中科創(chuàng)星和昆侖資本等共同投資的數(shù)億元融資。
