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瑞典核聚變公司Novatron獲得300萬歐元投資，磁鏡技術路線另闢蹊徑

12月11日 15:42 新浪網 tech-auto-hilite

近日，來自瑞典的核聚變能源公司 Novatron Fusion Group（以下簡稱為 Novatron Fusion）宣佈獲得了 300 萬歐元的研發資金，用於啟動其重要的 TauEB 項目。

在人們不斷尋求清潔能源的過程中，核聚變技術被視為終極解決方案。成立於 2019 年的 Novatron Fusion 總部位於瑞典斯德哥爾摩，它希望用獨特的技術路線在聚變等離子體約束技術上取得新突破。

資助 TauEB 項目的 300 萬歐元來自於歐盟歐洲創新理事會探路者計劃。

這個項目是與瑞典皇家理工學院、烏克蘭哈爾科夫物理技術研究所、英國原子能管理局等機構合作開展的，旨在顯著提升核聚變反應堆中等離子體約束效率。

（來源：Novatron Fusion）

說到核聚變，不妨先瞭解一下它的基本原理。在自然界中，雖然地球上的物質主要以固態、液態和氣態存在，但宇宙中的大多數物質卻是以等離子體狀態存在的。

太陽中的氫氣就處於等離子體狀態，在強大的壓力作用下，氫原子相互融合形成氦，並在這個過程中釋放出巨大的能量。這正是科學家們試圖在地球上複製的過程，同時還要保證其可控性。

核聚變發電廠的成功取決於能量約束的質量，能量約束必須滿足兩個基本標準：穩定性和長時間維持等離子體且泄漏最少的能力。

TauEB 項目試圖通過將等離子體約束時間（τE）提高 100 倍，來應對這一挑戰。這可能成為實現商業上可行的核聚變能源的突破口。

Novatron Fusion 的技術方案頗具特色，他們採用的是一種現代化的磁鏡機器設計。公司聯合創始人艾力·歐登（Erik Oden）介紹說，這種設計始於 1955 年的美國羅倫斯利弗莫爾國家實驗室。

其基本原理是通過特殊排列的大型磁鐵，讓帶電粒子在強磁場區域之間來回反射。

這種方法的優勢在於成本較低、燃料補充方便，而且不需要特殊設備來處理中子通量產生的過度熱量。

Novatron Fusion 的 CTO 揚·亞德伯格（Jan Jäderberg）提出了一個創新性的解決方案，嘗試將三種物理約束技術巧妙地結合在一起，包括磁約束（Magnetic Confinement）、雙極性塞式約束（Ambipolar Plugging）和龐德羅動力約束（Ponderomotive Confinement）。

這種獨特的組合被稱為軸對稱串聯磁鏡（ATM，Axisymmetric Tandem Mirror），它既保持了經典磁鏡的良好約束特性，又能克服了其不穩定的問題。

在談到技術細節時，歐登解釋說：「我們創造的磁場從內部看是凸的，從外部看是凹的。這不僅能實現很好的約束效果，而且具有內在的穩定性。」

更重要的是，由於所有磁鐵都是圓形的，這種設計在生產和機械穩定性方面都具有明顯的優勢。

目前，Novatron Fusion 正在瑞典皇家理工學院，調試其首個實驗性反應堆 Novatron 1。

該公司的發展路線圖顯示，他們計劃在 2027 年前建造第二個實驗性反應堆 Novatron 2，預計將實現首個完整的軸對稱串聯磁鏡系統。

與其他核聚變公司相似，該公司在將能源併入電網前，將先製造一台原型機以證實其商業可行性。因此，到 2030 年代，他們將建造示範反應堆 Novatron 3。最終目標是建成商業化的聚變反應堆 Novatron 4。

在計算機模擬方面，Novatron Fusion 的計算物理學家兼軟件工程師里卡德·霍爾姆伯格（Rickard Holmberg）介紹說，他們主要使用 WarpX 平台進行模擬，該平台由羅倫斯伯克利國家實驗室等機構的研究團隊開發維護。

經過廣泛的計算機驗證和壓力測試模擬，Novatron Fusion 證明了其設計的穩定性，這與不穩定的經典磁鏡方法形成了鮮明對比。

模擬結果顯示，與傳統磁鏡裝置相比，他們的設計可以將能量約束時間提高 100 倍。