MIT要实现可控核聚变了？专家认为没这么简单 | 袁岚峰

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导读


专家评论：MIT只是借着自己超导技术的优势在拿资金，刷存在感。

根据《等离子体物理学杂志》2020年9月29日的报道（麻省理工学院一次刊发7篇论文，详解“人造太阳”重大突破！2025人类终极能源未来可期？），美国麻省理工学院（MIT）与初创公司 Commonwealth Fusion Systems 实现新型可控核聚变反应堆研究工作的重大突破。他们宣称，如果项目能够如期在2025年完成，这将成为世界上首个输出能量大于输入能量的可控核聚变反应堆，将人类关于可控核聚变反应的研究进展大幅提前至少十年。

SPARC 反应堆

（来源：T. Henderson/CFS/MIT-PSFC）

许多人来问美国麻省理工学院的这个进展怎么样，可控核聚变是不是要实现了？我的两位专家朋友的评论如下。

中国科学院等离子体物理研究所研究员吕波：磁场越高约束越好，不知道他们的材料能不能做成线圈，这还是有难度的。从材料到磁体，没有那么简单。

高温超导导电带（来源：SPARC）

国际热核聚变实验堆（ITER）遥操作系统工程师史善爽博士@DrSHI观科技：来ITER之前我还拿到过MIT的offer，就是做这个SPARC，他们只是拿了意大利一个公司3000万美元的投资，前期主要做大载流高场强的高温超导磁体。想通过超强磁体来实现紧凑堆。目前所有的成果应该都是仿真模拟吧，磁体并没有做出来呢。另外，即使有了超级牛逼的磁体，最多也只是做到主机的小型化，其他加热、电源、氚工厂等等一样都不能少。个人感觉MIT只是借着自己超导技术的优势在拿资金，刷存在感。对聚变大局帮助不大。也不会出什么突破性成果。虽然他做这个也是一种趋势，但是难以解决目前聚变的主要矛盾。

史善爽博士后来又有更详细的评论如下（https://www.toutiao.com/w/i1680437289431043/）：

最近，《Journal of Plasma Physics》以专刊的形式，公布了美国麻省理工学院（MIT）在研的核聚变项目：SPARC，专刊总共7篇文章，主要介绍了SPARC的物理设计和仿真模拟。

国内很多媒体报导，似乎过于神话了这个项目，难道美国人有取得了什么突破，核聚变马上要成功了吗？@科技袁人袁岚峰也在群里问过我对这个事情的看法。

其实我在3年前，MIT筹建SPARC的时候，就知道有这个项目了。我在来ITER之前，甚至还拿到过MIT的offer，就是建设这个项目。

先说点我知道的内幕吧，其实MIT他们是拿了意大利一个公司3000万美元的投资（据说后期根据情况可能追加投资），前期主要做大载流高场强的高温超导磁体。想通过超强磁体来实现紧凑堆（图2，场强12特斯拉，2倍能量增益）。

其实美国这几年对聚变研究的投入并不高，MIT自己运行的Alcator C-Mod小型托卡马克也在前年被关闭了。MIT有个搞等离子体物理的团队PFSC（Plamsa Science and Fusion Center），为了生存，利用MIT自身在超导技术和等离子体物理模拟上的优势，搞出来这个装置。目前磁体还没建成，主要成果都是模拟与仿真。

最后说点学术的，这个SPARC有啥突破性的干货呢，官方宣传的有两点：

1.紧凑堆实现两倍能量增益Q2

2.验证高温超导磁体在聚变堆中应用可行性。

在我看来，第1点可忽略不计，ITER保守目标是Q10，至于紧不紧凑并不是最重要的，说白了还是经费有限。

第2点呢，有点意思，这里的高温超导主要指以稀土钡铜氧化物为超导材料的先进磁体，这个确实是聚变堆未来的趋势。体积更小，磁场更大，约束也更好。这方面很多国家也都在研究，比如我国曾在承担ITER采购包里率先采用了钇钡铜氧（YBCO）的高温超导电流引线。MIT这是首次应用到大型磁体。

总体而言，个人感觉MIT只是借着自己超导技术的优势在拿资金，刷存在感。对聚变大局帮助不大。也不会出什么突破性成果。虽然他做这个也是一种趋势，但是难以解决目前聚变的主要矛盾。另外，即使有了超级牛逼的磁体，最多也只是做到主机的小型化，其他加热、电源、氚工厂等等一样都不能少。

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背景简介：袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

责任编辑：孙远