世界核聚变大进展：日本欧联合IMFR迈向可控聚变

在探索可持续能源的全球竞赛中，核聚变被视为一种潜在的清洁和无限能源来源。近日，一项关键里程碑被达成，国际热核聚变实验堆（International Thermonuclear Experimental Reactor, 或者简称 ITER）项目迈出了新的步伐。位于法国南部的圣波莱迪朗克的这个庞大科研设施，汇集了30多个国家的力量，共同致力于和平利用核聚变技术。

7月3日，这一国际合作项目迎来了一个重要事件：日本和欧洲提供的大型环形场线圈已完成并交付至实验地点。这标志着ITER设计阶段的终结，距离实际运行已进入倒计时阶段。D型环形磁场线圈，形似甜甜圈，被安置在真空容器周遭，这是托卡马克装置的核心组件，用于控制和维持极高温度下的等离子体。

科研人员将氢的两种同位素——氘和氚，以气态注入托卡马克，通过电流使其电离成为等离子体，这是一种高温、高能量状态的物质。接下来，等离子体需要加热至1.5亿摄氏度，接近太阳核心温度的10倍，使得轻原子核相互碰撞并融合，释放出巨大的能量。为了实现这一过程，一个强大的磁场网络至关重要，由19个巨型线圈构成，采用特殊材料如铌锡和铌钛制造，且全球范围内的多家工厂参与了线圈的生产。

这些线圈在冷却至接近绝对零度（4开尔文）时会变为超导体，能够高效地储存和传输磁能。线圈的安装涉及到精确的磁体系统设计，包括18个D形线圈和6个偏置场线圈，它们共同确保等离子体的稳定和可控。

位于托卡马克中心的中央螺线管则负责产生驱动等离子体的强大电流，其峰值将达到1500万安培，刷新了全球托卡马克装置的纪录。整个结构的重量和强度都经过精心计算，以承受运行过程中的极端条件。

尽管项目历经20年的设计和跨越三大洲的制造，截至2015年的总投资已超过1400亿美元（按当前汇率折算约为10205.3亿元人民币），预计于2025年正式开启等离子体实验，而全氘-氚聚变实验则计划在2035年进行。一旦建成，ITER的聚变反应堆理论上能产生相当于20万户家庭一年电力需求的电力，这无疑对未来的能源供应有着深远影响。