27 juni,China's twee zelfontwikkelde supergeleidende magneten voor kernfusiereactoren hebben de technische acceptatie en het testen van de volledige operationele condities voltooid. Het zijn 's werelds grootste supergeleidende toroïdale veldmagneet van de fusiereactor en de compacte supergeleidende centrale solenoïdespoel van het fusie-apparaat.Deze stap markeert dat de moeilijkste sleutelcomponenten in de technische keten van de "kunstmatige zon" met succes zijn voltooid, en dat de magneten die deze keer zijn getest 100% gelokaliseerd zijn, van grondstoffen en structurele materialen tot apparatuur en processen.


Onder hen is de supergeleidende centrale solenoïdespoel op hoge temperatuur het kernonderdeel van het Compact Fusion Energy Experiment Device (BEST). De belangrijkste functie ervan is het induceren en aandrijven van plasmastroom en het dynamisch aanpassen van de vorm van de plasma-opsluiting. De nominale bedrijfsstroom van de spoel is 46,5 kA en het maximale magnetische veld van de 6 groepen spoelen bereikt 19 Tesla.

Volgens een team van het Institute of Plasma Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen geldt dat hoe hoger het magnetische veld, hoe meer plasma met hoge temperatuur in een beperkte ruimte kan worden opgesloten. Zonder deze spoel kan de fusiereactor ‘niet ontbranden’.

Het BEST-apparaat zal naar verwachting eind 2027 klaar zijn en zal rond 2030 de eerste kilowattuur elektriciteit demonstreren met behulp van kernfusie.


Wetenschappers hebben het principe van controleerbare kernfusie al geverifieerd, maar het echte probleem ligt op technisch niveau. Om een ​​kunstmatige zon te creëren moet de brandstof worden verwarmd tot honderden miljoenen graden Celsius. Geen enkel materiaal kan lange tijd zulke hoge temperaturen weerstaan. Decennia lang hebben wetenschappers voornamelijk vertrouwd op sterke magnetische beperkingen om het plasma ‘op te houden’, zodat de vuurbal de muur niet raakt of dooft.

De hogetemperatuur-supergeleidende strip die deze keer werd getest, heeft een echte functionele supergeleidende laag van slechts één micron dik. Het moet worden verwerkt en gebogen, in een stalen buis worden gestopt en vervolgens worden geëxtrudeerd. Het lijkt alleen de vorm te veranderen, maar het ondergaat in feite tegelijkertijd uitrekking, compressie en draaien. Verlies van controle over welk proces dan ook zal ervoor zorgen dat het materiaal faalt.

Teamleider Qin Jinggang zei dat toen hij de taak zes jaar geleden kreeg, hij slechts twee eisen had: betere prestaties en een lagere prijs. Het was toen nog onbekend hoe het ontwerp tot stand zou komen en waar de materialen vandaan zouden komen.Na zes jaar onderzoek zijn niet alleen de prestaties verbeterd en gestabiliseerd, maar is alle bronapparatuur ook in eigen land geproduceerd.

Hetzelfde supergeleidende materiaal kostte ooit 400 yuan per meter, maar nu is dat gedaald tot 100 yuan.Belangrijker nog is dat het gewicht, de omvang en de energieopslag van deze spoel de eerdere specificaties ruimschoots overtreffen. Een enkele spoel is toegenomen van 350 ton naar 580 ton, wat betekent dat de energieschaal van toekomstige apparaten ook groter zal zijn.

Qin Jinggang gaf toe dat het slagen voor de test deze keer slechts 80% bedraagt, en dat de resterende 20% nog steeds op het apparaat moet worden geïnstalleerd, en dat de servicestabiliteit en levensduur ervan worden beoordeeld in zware omgevingen. Alleen door de test te doorstaan ​​kan de weg naar supergeleiding bij hoge temperaturen werkelijk worden voltooid.

De afgelopen jaren heeft de Chinese 'kunstmatige zon' het verversingsschema versneld. In januari vorig jaar bereikte het volledig supergeleidende experimentele tokamak-apparaat Eastern Super Ring (EAST) een stabiele werking van 100 miljoen graden Celsius plasma gedurende 1.066 seconden, waarmee opnieuw een nieuw wereldrecord werd gevestigd.

Volgens het reguliere pad wordt bij beheersbare kernfusie gebruik gemaakt van deuterium dat uit zeewater wordt gewonnen als brandstof. De fusie-energie van één liter zeewater komt overeen met 300 liter benzine. Het produceert vrijwel geen hoogradioactief kernafval en geen CO2-uitstoot. Er bevindt zich ongeveer 45 biljoen ton deuterium in de oceanen van de aarde, wat miljarden jaren kan duren bij het huidige tempo van het menselijke energieverbruik, wat overeenkomt met onuitputtelijke energie.