Durham大学为ITER超导磁体开发关键测试方法
摘要
英国Durham大学团队在《Superconductor Science and Technology》发表研究，为ITER聚变项目的超导磁体开发了关键测试方法。他们测试了5500多个Nb3Sn和Nb-Ti超导样品，建立了可靠的测试程序，并证明相邻股线测试结果可相互替代。该研究支持ITER磁体在极端条件下的可靠运行，正值全球聚变投资加速和商业化推进之际。
这项发表在《Superconductor Science and Technology》期刊上的研究为超导导线质量及其最佳测试方法提供了关键见解，确保ITER强大的磁体能够在极端条件下可靠运行。
聚变——与太阳能量来源相同的过程——承诺提供近乎无限的低碳能源，且放射性废物极少。ITER旨在以前所未有的规模展示聚变技术，使用巨大的超导磁体来约束比太阳核心更热的等离子体。
自2011年以来，由Damian Hampshire教授和Mark Raine博士领导的Durham团队一直作为欧洲ITER的参考实验室之一。他们开发了专门用于测试Nb3Sn和Nb-Ti超导导线的程序，这两种材料对反应堆磁体系统都至关重要。
在该项目过程中，团队接收了超过5,500个样品并进行了约13,000次测试。Nb3Sn导线需要在超过650°C的炉中进行热处理后才能进行测量，这增加了测试过程的复杂性。
团队还对大型数据集进行了统计分析。他们证明，当Nb3Sn股线因热处理而无法重复测试时，在不同实验室测试的相邻股线结果可以作为可靠的替代品。这种方法在保持准确性和一致性的同时降低了成本。
"英国在使用超导磁体制造MRI身体扫描仪方面处于世界领先地位，"Hampshire教授表示。"问题是，我们能否帮助引领世界使用超导磁体实现聚变发电商业化？"
这些发现正值全球聚变投资加速之际。ITER目标在2035年实现首次等离子体，而私营公司则推动更早的商业化。Microsoft已与Helion签署协议，目标在2028年前实现聚变发电；Google已向Commonwealth Fusion Systems预购2030年代的200兆瓦电力。
英国政府已承诺投入25亿英镑用于聚变研究，并在Nottinghamshire开发自己的原型STEP电站。ITER的磁体——有史以来最强的稳态磁场之一——将依赖于现在Durham验证的超导股线。
除了ITER之外，Durham还是英国聚变发电博士培训中心的牵头合作伙伴，为该领域培养下一代专家。
研究报告：《Superconductor Science and Technology》
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Durham大学
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