![世界上最强大的磁铁开始了前往巨型聚变实验中心的旅程](/d/bkimg/2021091509/val45myfvok394639.webp)
在圣地亚哥原子制造工厂展出的第一个中央螺线管模块
它将产生一个比地球强28万倍的磁场。美国的工程师们正准备将世界上最强大磁铁的第一部分运往法国,这将有助于为最先进的核聚变反应堆提供动力。
这个被称为中央螺线管的磁铁将构成世界上最大的聚变反应堆ITER的心脏,ITER在拉丁语中的意思是“The way”。这项国际实验涉及35个国家,旨在证明持续核聚变创造能源的可行性。在核聚变中,较小的原子被聚变产生较大的原子,这种反应会释放出巨大的能量。
当完全组装好后,中央螺线管将有59英尺(18米)高,14英尺(4.3米)宽,并能产生一个13特斯拉的磁场,它大约是地球磁场的28万倍,它的磁力足够强大,足以吸起一艘重约10万吨(90米)的整艘航空母舰。
“中央螺线管是有史以来建造的最大、最强大的脉冲电磁铁,”制造这种磁铁的公司General Atomics的工程和项目总监约翰·史密斯John Smith说。
中央螺线管
中央螺线管由六个单独的模块组成,这些模块将堆放在ITER反应堆的中心。整个磁铁将有四层楼高,重1000吨。
每个单独的模块基本上是一个大线圈包含约3.5英里(5.6公里)的钢套铌锡超导电缆。然后在一个大熔炉中对模块进行数周的热处理,以进一步提高其导电性,然后对电缆进行绝缘,并将线圈包裹成最终形状。
根据法拉第感应定律,通过导线的电流产生垂直于导线的磁场。当这根电线盘绕成一个圆形时,电流产生一个圆形磁场,每个线圈都会放大磁场强度。因此,通过多次卷绕一根导线就形成了一个螺线管。最简单的螺线管是经典的课堂实验,学生们将电线缠绕在钉子上,然后将其连接到电池上。当电池打开时,线圈可以拿起回形针。中央螺线管的尺寸和超导性质意味着可以有更多的电流通过它,从而使它产生比以往任何时候都强的磁场。
ITER的心脏
中央螺线管是ITER反应堆的“跳动心脏”,因为它可以让科学家控制通常不稳定的核聚变反应物。
ITER的设计目的是将少量蒸发的氘和氚(两者都是氢同位素)或具有不同原子质量的同一元素的不同版本)释放到一个大的、环形的真空室(称为托卡马克)中。托卡马克使这些同位素过热,剥离原子的电子,将气体转化为等离子体。这种超高温等离子体将达到2.7亿华氏度(1.5亿摄氏度),或比太阳核心温度高10倍。在这个温度下,原子发生聚变,释放出大量的能量,这些能量可以通过加热水和产生蒸汽来发电,从而转动涡轮机。
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上图为ITER托卡马克反应堆的示意图,中心螺线管在中心,等离子体在室内。
核聚变早在20世纪50年代就已经在几个托卡马克反应堆内实现,但每次只持续几秒钟。为了使核聚变成为一种可行的发电选择,这种反应必须保持在一个恒定的速率,并且产生的能量要比它产生的能量少。
持续聚变的最大障碍之一是控制和操纵反应堆内灼热的等离子体。
这就是中央螺线管发挥作用的地方。史密斯说,从理论上讲,它产生的强大磁场将把等离子体固定在托卡马克内的适当位置,并维持反应。
运送过程中
用了5年多时间建造的第一个中央螺线管模块终于准备好运到法国的ITER现场。
史密斯说,工程师们正在分别建造和运输每个模块,因为整个磁铁太大,无法安全运输。他补充说,这些模块还分别构建,以防其中一个需要更换。
模块的旅程将从陆运开始。它将从通用原子公司的圣地亚哥基地通过一个巨大的24轴拖拉机转移到休斯顿的一个港口。从那里,怪物磁铁将于7月初运往法国马赛,并于8月下旬抵达那里,然后再由公路运送到ITER设施。史密斯说,剩下的五个模块和另外一个备用模块在未来几年内完成后,将遵循同样的路线。哪里卖磁铁(小块磁铁在哪里可以买)哪个国家美女多(世界上最漂亮的人种)一澳元等于多少人民币(世界上最值钱的钱排名)1元人民币等于多少泰铢(世界上最值钱的钱排名)世界上有多少个星座(蛇夫座为什么被灭了)世界上有多少(世界前三名最强国家)美元等于多少人民币(世界上最值钱的钱排名)中国的品牌有哪些(世界上知名的中国品牌)无毒是哪些(世界上五毒)怪物有哪些(世界上十大怪物是什么)