巨型磁铁　‘瞄准’聚变

【美国《科学日报》网站9月24日报道】麻省理工学院（MIT）参与研制的一块重150吨的磁铁，将使世界与核聚变这种潜在能源离得更近。参与该项目的MIT小组负责人、该校等离子科学和聚变中心（PSFC）及核工程学系高级工程师约瑟夫·V·米内尔维尼说，在过去3年，“我们已经证明，能够设计一块具有这一尺寸和复杂性的磁铁，并使其运转”。
不过米内尔维尼指出，有必要更好地了解某些结果，以便降低研究人员的最终目标——一块重925吨的磁铁的成本。该磁铁是国际热核实验反应堆（ITER）的关键，也是一个总重1万吨左右的磁铁系统的一部分。
在核聚变中，轻元素聚合在一起，形成较重的元素。这一过程会释放出大量能量。强大的磁铁提供启动、保持和控制在其中发生核聚变的等离子体，即带电气体所需的磁场。
这块圆筒形的磁铁有3个主要部分，即日本制造的一个外模件、美国制造的一个内模件和接近中心的一个“插入”薄线圈。研究人员分别测试了3个插入线圈，其中有两个线圈由日本制造，一个由俄罗斯制造。
自2000年以来，对磁铁的3组测试使工程师们更加了解这一超大规模磁铁的性能。2000年的首次测试显示，外模件和内模件运转良好。
研究人员随后在同一次运转中测试了日本制造的一个插入线圈。整个装置产生了一个磁通量密度为13特斯拉（大约比地球磁场强大26万倍）、存储能为640兆焦耳和电流强度为4·6万安培（大约是目前普通家用电流强度的3000倍）的磁场。
不过最重要的是，研究小组发现，它们能够成功地使磁铁处于脉冲工作状态，即使磁通量密度先达到13特斯拉，几秒钟后再降下来。
以恒定电流运转的超导磁铁，比如在人体核磁共振成像中使用的磁铁不会发生电能耗散。但是，当超导磁铁处于脉冲工作状态时就不是这样了。米内尔维尼说，对处于脉冲工作状态的新磁铁的测试结果显示，“最初的电损耗要比预计的高得多”。