這一突破使日本的Helical Fusion公司在穩(wěn)定持續(xù)核聚變能源競賽中躋身領(lǐng)先行列清潔能源 。
本周一，日本初創(chuàng)企業(yè)Helical Fusion宣布，其高溫超導(dǎo)（HTS）線圈已完成一項(xiàng)重大性能測試，這是開發(fā)商業(yè)核聚變能源的關(guān)鍵一步清潔能源 。該成果標(biāo)志著全球首次演示了為商業(yè)反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的大規(guī)模高溫超導(dǎo)線圈 —— 該線圈在超導(dǎo)條件下維持穩(wěn)定電流運(yùn)行，同時(shí)復(fù)現(xiàn)了聚變裝置內(nèi)部的磁環(huán)境。
Helical Fusion首席執(zhí)行官田口孝哉在新聞發(fā)布會(huì)上表示："這意味著，我們已證明日本有望率先實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電清潔能源 。"此次測試在日本自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)核聚變科學(xué)研究所（NIFS）設(shè)施中進(jìn)行，在15K（-258°C）溫度與7特斯拉磁場環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了4萬安培的穩(wěn)定超導(dǎo)電流。這一成功使Helical Fusion躋身全球商業(yè)聚變能源開發(fā)競賽的領(lǐng)跑者行列。
螺旋計(jì)劃與日本聚變雄心
這家聚變能源初創(chuàng)企業(yè)計(jì)劃通過"螺旋計(jì)劃"推進(jìn)研究，目標(biāo)在2020年代末完成高溫超導(dǎo)磁體及集成包層/偏濾器系統(tǒng)的性能測試清潔能源 。公司的下一個(gè)重要里程碑是建造Helix HARUKA集成演示裝置，旨在驗(yàn)證穩(wěn)定持續(xù)的聚變反應(yīng)。
到2030年代，Helical Fusion計(jì)劃啟動(dòng)其聚變示范電站Helix KANATA，將實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行、凈正電力輸出及高效部件維護(hù) —— 這是商業(yè)聚變可行性的三大關(guān)鍵要求清潔能源 。作為NIFS螺旋聚變技術(shù)的唯一繼承者，該公司致力于基于螺旋仿星器設(shè)計(jì)建造全球首座商業(yè)聚變發(fā)電廠。該設(shè)計(jì)無需外部電流驅(qū)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)連續(xù)等離子體約束，可能比其他聚變模型運(yùn)行更持久穩(wěn)定。
合作與政府支持
自2021年成立以來，Helical Fusion始終與NIFS緊密合作，并于2024年3月建立聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)以加速高溫超導(dǎo)磁體與反應(yīng)堆系統(tǒng)開發(fā)清潔能源 。該項(xiàng)目還受益于日本小型企業(yè)創(chuàng)新研究（SBIR）第三階段計(jì)劃，獲得文部科學(xué)省20億日元（約合1300萬美元）資助。
強(qiáng)力支持核聚變研究的日本首相高市早苗在啟動(dòng)該資助計(jì)劃中發(fā)揮了關(guān)鍵作用清潔能源 。田口贊賞政府支持的同時(shí)指出日本仍落后于主要聚變強(qiáng)國："希望高市內(nèi)閣通過增加資金和政策支持，縮小與美中的差距甚至實(shí)現(xiàn)反超。"日本目前聚變總投資約1000億日元，遠(yuǎn)低于美中兩國近年數(shù)萬億日元的投入。但該公司的成功或?qū)⒋偈拐雨P(guān)注本土聚變項(xiàng)目的規(guī)?；l(fā)展。
全球聚變競賽與前景
全球聚變能源投資自去年以來已增長26.4億美元，但專家表示要實(shí)現(xiàn)技術(shù)商業(yè)化仍需更多資金清潔能源 。在全球約50個(gè)聚變項(xiàng)目中，Helical Fusion是少數(shù)同時(shí)瞄準(zhǔn)三大商業(yè)標(biāo)準(zhǔn) —— 穩(wěn)定發(fā)電、凈能量增益與可維護(hù)性 —— 的企業(yè)之一。
其他主要參與者包括麻省理工學(xué)院衍生的美國Commonwealth Fusion Systems公司，計(jì)劃2030年代初在弗吉尼亞州建設(shè)電網(wǎng)級(jí)聚變發(fā)電廠清潔能源 。該公司首席技術(shù)官宮澤潤一強(qiáng)調(diào)其成果的深遠(yuǎn)意義："高溫超導(dǎo)磁體的開發(fā)標(biāo)志著聚變研究從實(shí)驗(yàn)室向?qū)嶋H應(yīng)用的重大轉(zhuǎn)變，此次成功測試是多年研發(fā)及與學(xué)界業(yè)界伙伴緊密合作的結(jié)晶。"
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