上海
界面新闻记者 | 戴晶晶
中国目前磁场最强、等离子体性能最高的球形托卡马克装置成功运行。
7月12日晚，陕西星环聚能科技有限公司（下称星环聚能）官微发布消息称，近日中国联合球形托卡马克2号（SUNIST-2）建成并开展了首轮运行，获得100千安培等离子体电流。
SUNIST-2由清华大学设计、星环聚能和清华大学联合建设，是国内目前磁场最强、等离子体性能最高的球形托卡马克，设计参数为大半径0.53米、小半径0.33米，磁场1特斯拉，等离子体电流0.5兆安培。
磁场单位包括特斯拉、高斯，1特斯拉＝1万高斯。地球磁场约等于0.5高斯。
同日，清华大学工程物理系发布的消息提及，SUNIST-2将主要用于探索磁重联高效加热等离子体的新物理和新技术、开发新的等离子体控制手段，评估磁场达到1特斯拉量级时球形托卡马克的等离子体性能。
这是建成商业示范聚变电站必要的前置工作。星环聚能称，将基于SUNIST-2为建设下一代聚变级技术验证装置CTRFR-1作准备。
核聚变能源的原材料资源丰富，且无污染排放，因此可控核聚变被一直认为是人类解决能源问题的重要出路，视为人类“终极能源”。
当前可控核聚变技术路线主要有三种，包括重力场约束核聚变、激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。其中，磁约束核聚变目前研究的装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩及磁镜等。
托卡马克被誉为“人造太阳”，其装置的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电时内部会产生巨大的螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。
球形托卡马克是更接近球形的托卡马克，相较于传统托卡马克（形状接近轮胎）更紧凑。
清华大学的资料显示，球形托卡马克具有更高的安全因子，自然的D形截面，更好的磁流力学稳定性，可以得到较高的比压（等离子体压强与磁压强之比）。高比压值可大幅降低反应堆的尺寸，降低成本。
托卡马克聚变堆单位体积的聚变功率正比于磁场强度，磁场强度越小，聚变堆尺寸就需要更大才能达到聚变功率。
随着高温超导技术的进步和成本下降，建造可商用的小型托卡马克和其它核聚变装置变得可行。
2022年12月13日，美国能源部宣布加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的NIF装置实现了核聚变“净能量增益”，理论上验证了核聚变商业化的可能性。
据核聚变工业协会（FIA）统计，全球有超30家公司正致力于实现核聚变的商业化，目前这些公司已共计获得了超50亿美元的融资。
中国国内具有代表性的两家聚变商业公司为能量奇点和星环聚能。
能量奇点成立于2021年6月，是中国首家聚变能源商业公司，业务聚焦于开发高磁场、高参数、紧凑型高温超导托卡马克装置等。
能量奇点在2022年4月表示，未来两年将实施第一步发展战略，研发和建设全球首台基于全高温超导磁体的紧凑型托卡马克实验装置。
星环聚能是清华大学工程物理系核能所聚变团队通过成果转化孵化的一家企业，成立于2021年10月。
星环聚能的聚变能开发路线为基于高约束性能的高温超导强磁场球形托卡马克，使用磁重联高效地加热等离子体至发生聚变反应，并以类似内燃机的方式多冲程运行，持续输出聚变能。
该公司表示，这条技术路线的设计极大地简化了聚变堆的结构，显著提升聚变堆的经济性，降低运营聚变电站的复杂度和难度，具有非常突出的商用优势。
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