3月25日,美国Commonwealth Fusion Systems(CFS)宣布其SPARC托卡马克装置的首个核心组件-低温恒温器底座已顺利完成安装,这也标志着该装置的组装工作正式拉开序幕。

一、组装情况
SPARC的低温恒温器(Cryostat)底座,直径7.3米,重达75吨。通过精密轨道运输系统就位,经起重机吊装校准后,被永久固定在马萨诸塞州德文斯市的SPARC专用设施内。该不锈钢圆盘结构现已成为承载整个装置的基础平台,标志着人类向"人造太阳"目标迈出实质性一步。

CFS项目副总裁Samer Hamade强调:"低温恒温器底座的精准安装,标志着SPARC正式进入核心系统建造阶段。当这个巨型钢盘完美嵌入地面预留的圆形基座时,现场团队都感受到前所未有的使命感—我们正在将理论蓝图转化为改变世界的清洁能源装置。"
二、低温恒温器底座作用
作为托卡马克装置的"超级保温层",低温恒温器通过真空隔离技术,为内部超导磁体系统维持-253℃的极端低温环境。低温恒温器底座是这个结构的底部,除了维持真空环境以帮助保持托卡马克内部低温之外,它还有一些其他作用:
- 支持SPARC的1,000吨重量—大约相当于两架满载的波音747喷气式飞机。
- 吸收聚变过程产生的一些中子。
- 可容纳氦气冷却剂、磁力和内部传感器的通信链路的导管。
该组件采用特种不锈钢制造,运输过程中在其表面覆盖了蓝色防护罩,在安装时被揭开。
三、未来组装计划
根据CFS公布的建造路线图,SPARC接下来的组装计划包括:
- 环向场磁体系统:将18组D形超导磁体分装入橙色支撑架。
- 真空室集成:在磁体阵列内部嵌入双层不锈钢真空容器。
- 极向场系统:环绕装置安装6组环形电磁约束线圈。
- 中央螺线管:垂直放入直径1.8米的柱状核心磁体。
- 系统封闭:完成低温恒温器侧壁与穹顶的密封焊接。
目前,设施内配套系统建设同步推进,其中包括包括为托卡马克的超强磁体供电和冷却的系统、用于监控聚变过程的诊断传感器,以及将SPARC的氢燃料转化为等离子体用于聚变过程的加热系统。
CFS工程总监Moji Safabakhsh这样表示:“我们采取并行工程策略,完全同时设计了底座以及所有SPARC系统接口,如磁体支架、电源、低温、真空泵和仪器。在快速制造后,我们按时收到了它。低温恒温器底座的安装是启动装配过程并将SPARC与工厂平衡互连的分水岭。”
按计划,这个划时代的聚变装置将于2026年进行首次等离子体实验,并在随后展示净能量增益,为2030年代建设商业级ARC聚变电站奠定技术基础。随着组装进程推进,人类距离"零碳能源圣杯"又近了一步。
参考链接:
- https://blog.cfs.energy/cfs-takes-its-next-step-toward-fusion-energy-assembling-the-sparc-tokamak/