CFS聚变磁体试验获DOE验证
摘要
美国初创公司CFS的环形场磁体性能试验通过DOE独立评审验证，获得800万美元里程碑奖励。该公司已筹集30亿美元资金，用于建设SPARC示范托卡马克装置和开发400兆瓦ARC聚变电站。磁体采用高温超导体技术，已在工厂批量生产，预计2030年代初实现并网。DOE计划通过公私合作推动商业聚变能发展，确保美国在该领域的技术领先地位。
总部位于美国的初创公司Commonwealth Fusion Systems(CFS)宣布，其环形场(TF)磁体的严格性能试验结果已成功通过美国能源部(DOE)里程碑式聚变发展计划下独立评审小组的验证。该磁体是该公司计划建设的SPARC聚变电站的关键组件。
自2018年从麻省理工学院(MIT)分拆成立以来，CFS已筹集近30亿美元资金。公司将利用这些资金完成正在马萨诸塞州Devens建设的SPARC示范托卡马克装置，并推进其在Virginia州Chesterfield县规划的400兆瓦ARC聚变电站的开发工作，预计在2030年代初实现并网。
今年4月，CFS表示已开始组装其SPARC托卡马克装置，该装置已开发多年。CFS首先基于大型原型制造了SPARC的超导磁体。CFS已在SPARC周围安装了辅助设备，包括为托卡马克超强磁体供电和冷却的系统、监测聚变过程的诊断传感器，以及将SPARC氢燃料转化为聚变过程所需等离子体的加热系统。然而，这可能不足以让CFS实现其目标，即在2026年产生第一等离子体并在不久后实现净聚变能。
DOE的里程碑计划利用公私合作伙伴关系推动新型商业聚变电力产业的发展。选定的里程碑和完成标准代表了降低技术风险的关键成就，并展示了在推进商业聚变方面的真实和实质性进展。里程碑由来自国家实验室的独立技术专家委员会评估，DOE仅在技术里程碑满意实现后报销成本。
最近对CFS的奖励确认了该公司首批生产的高场D形TF磁体通过了一系列验收试验，可纳入SPARC装置。这些磁体采用专有设计和制造工艺，并基于高温超导体(HTS)。进行了超过一个月的严格性能试验，模拟SPARC的运行模式；结果由DOE在聚变、高能加速器和材料科学磁体方面经验丰富的专家团队审查和验证。
因此，DOE向CFS授予了800万美元，这是其在里程碑计划中迄今向任何公司提供的最大金额。CFS现在也有资格从DOE里程碑计划的第一个预算期获得1500万美元。该计划目前为第一个预算期拨款4600万美元。TF磁体奖励是CFS在该计划中实现的第三个里程碑。
该磁体技术此前在2021年的一系列TFMC试验中得到验证，这些试验表明安装在SPARC示范聚变装置中的全生产磁体满足要求。磁体现在在制造工厂进行常规批量生产。预计ARC电站将采用相同的设计。
"DOE的里程碑计划旨在通过严格审查关键技术里程碑来促进商业聚变能的发展，这将在这个新兴行业中建立信心，"CFS首席执行官兼联合创始人Bob Mumgaard表示。"聚变最终将有助于定义未来几代人的全球能源安全、经济竞争力和人类发展。美国的独创性帮助奠定了基础，DOE的持续支持将有助于加速这项突破性技术的全面实现。"
在TF里程碑成功完成和验证后，美国能源部长Chris Wright访问了位于马萨诸塞州Devens的CFS总部，该公司正在那里制造其高温超导(HTS)磁体并完成SPARC的建设。
"聚变有可能改变世界的能源安全格局，"Wright表示。"能源部致力于通过加速政府、国家实验室和私营部门之间的创新与合作，确保美国在聚变电力领域的领导地位。"