在1990年的电影《猎杀红色十月》中，肖恩·康纳利扮演的苏联海军上校驾驶着一艘潜艇，这艘潜艇采用“磁流体动力学驱动”，使其无法被军用声纳探测到。
30多年后，英国初创公司Tokamak Energy正在支持美国国防高级研究计划局（DARPA）的计划，致力于将静音潜艇推进技术变为现实。
与DARPA的合作是这家核聚变公司探索其十年来在高温超导磁体研究上的商业化途径之一，该公司认为这些磁体能够革新从公共交通到医学成像等多个领域。
“我们致力于开启高温超导技术的新时代，”TE Magnetics的总监利亚姆·布伦南说道，他宣布Tokamak Energy将在下周正式开展业务。“我们的目标是将这些磁体技术转化为实际的产品，并将其应用于实际的工业和医疗领域。”
托卡马克能源公司自2009年从英国原子能管理局独立出来后，专注于核聚变技术。这家位于牛津郡的企业正与全球约40家公司竞争，力图成为首家开发出能够通过聚变氢同位素生产商业化清洁能源的发电厂。
科学家们数十年来一直在探索模仿太阳的能量反应，这种无碳过程不会制造长期存在的放射性废物，所需的同位素资源充足，且理论上，仅需一小杯燃料就能为家庭供电数百年。
尽管经过了60年的研究，目前还没有团队能够完善这项技术，核聚变发电厂的实现仍然充满不确定性。
核聚变技术中最常见的方法是使用磁体在托卡马克装置中悬浮两种同位素（通常是氘和氚）的等离子体，然后将这些同位素加热至太阳中心温度的10倍以上，促使原子核发生聚变，释放出氦气和能量。
早期的实验性托卡马克装置，如1983年投入运行的牛津郡JET，使用的是铜制磁体。而较新的设施，例如2006年首次产生等离子体的中国EAST，已经开始使用低温超导磁体。
托卡马克能源公司将利用其特别设计的高温超导（HTS）磁体，这些磁体采用创新的带材缠绕技术，能在比低温超导（LTS）磁体更高的温度下产生更强的磁场。这种铜包覆的带材中，含有一层超导材料——稀土钡铜氧化物，其厚度仅相当于人类头发的宽度。
与需要昂贵的液氦冷却至接近绝对零度（-273°C）的LTS材料相比，这种稀土钡铜氧化物带材在大约-200°C的温度下就能展现超导特性，这使得基于HTS的系统在成本效益和性能上具有潜在优势。
2019年，托卡马克能源公司建造并测试了世界上磁场强度最高的HTS磁体，该磁体在-253°C的温度下达到了创纪录的24特斯拉磁场。相比之下，今年退役的JET装置中的磁体仅能产生最高4特斯拉的磁场。
“我们已经证明了我们的磁体不仅非常可靠、稳定，而且性能一致，这标志着一个转折点，”布伦南表示。“七年前，这样的技术还无法实现。”
托卡马克能源公司在磁体技术方面的进步对其核聚变计划至关重要。与大多数现有的环形托卡马克不同，该公司计划建造一个更紧凑的球形托卡马克，这要求机器的磁体尽可能高效地工作。
该公司的目标是在2030年代初建造一个能够向电网供电的试验性电厂。英国政府的下一个聚变项目STEP将采用类似的设计。
为了测试其磁体的科学和工程技术，托卡马克能源公司在牛津附近的设施中建造了一个演示装置。该装置预计将在年内完工，高3.2米，包含44个以球形排列在中心核周围的HTS磁带线圈。这台机器将模拟聚变电厂所需的力量，产生18特斯拉的磁场，这几乎是地球磁场强度的一百万倍。
然而，HTS磁体的潜在应用不仅限于核聚变。布伦南表示，由于HTS磁体无需昂贵的液氦冷却且对振动有很高的耐受性，它们非常适合用于医院的MRI扫描仪和其他目前使用LTS材料的科学成像设备。他还提到，HTS的超导特性可能还会被用于缩小火车电动机的尺寸。
DARPA的海上推进项目需要HTS磁体，因为它旨在建造能产生20特斯拉磁场的磁流体动力学驱动器。迄今为止，唯一测试过的此类驱动器是日本三菱公司在20世纪90年代开发的，后来被放弃。该驱动器产生了大约4特斯拉的磁场，成功地推动了一艘30米长的船，但速度仅为6.6节（约12公里/小时）。
托卡马克能源公司通过向其他核聚变公司和行业出售其磁铁技术专长，声称这将有助于减轻其未来的资金需求。尽管私营核聚变公司至今已经筹集了约70亿美元的投资，但由于商业核聚变电力的收入预计至少还需十年才能实现，因此筹资过程充满挑战。
该公司目前拥有约250名员工，正在进行新一轮的融资，此前已从私人投资者和政府那里筹集了2.5亿美元，其中至少有5000万美元已经投入到磁铁技术的开发中。
公司的总法律顾问克里斯蒂安·洛伊斯表示：“这是一个颇具挑战性的投资案例，因为典型的风险资本投资者期望在一定时期内获得回报，而我们的磁铁业务有助于满足这一需求，因为我们能够展示出实际的回报前景。”
托卡马克能源公司已经与数个客户签订了与高温超导（HTS）技术相关的合同，并预计其子公司TE Magnetics明年的年收入将达到800万英镑，到本十年末年收入可能达到3亿英镑。
“我们商业模式的核心在于拥有磁铁的设计权，”洛伊斯说。“无论是我们自行生产磁铁，还是将生产外包，或是将知识产权授权给其他公司，甚至授权给其他核聚变公司自行生产，这些都是我们考虑的可行选项。”
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