两年半前，麻省理工学院与初创公司联邦聚变系统(Commonwealth Fusion Systems)签订了一项研究协议， 杏耀娱乐移动客户端下载。，以开发下一代聚变研究实验项目SPARC，作为一个实际的、零排放的发电厂的先驱。
现在，经过几个月的密集研究和工程工作，负责定义和完善这个雄心勃勃的反应堆设计背后的物理原理的研究人员发表了一系列论文，总结了他们所取得的进展，并概述了SPARC将实现的关键研究问题。
麻省理工学院等离子科学与聚变中心副主任、该项目首席科学家之一马丁·格林沃尔德说，总的来说，这项工作进展顺利，正按计划进行。他说，这一系列的论文为等离子体物理学和SPARC的性能预测提供了高度的信心。没有意外的障碍或意外出现，剩下的挑战似乎是可控的。据格林沃尔德说，这为该设备的运行打下了坚实的基础。
格林沃尔德为来自12个机构的47名研究人员撰写的7篇研究论文撰写了序言，并于今天在《等离子物理杂志》的特刊上发表。这两篇论文共同概述了新聚变系统的理论和经验物理基础，该联盟预计将在明年开始建造。
SPARC计划成为有史以来第一个实现“燃烧等离子体”的实验装置——也就是一种自我维持的聚变反应，在这种聚变反应中，氢元素的不同同位素融合在一起形成氦，而不需要进一步输入任何能量。研究这种燃烧等离子体的行为——以前在地球上从未以可控的方式看到过——被视为开发下一步的关键信息，即一个实际的发电电厂的工作原型。
这种核聚变发电厂可能会显著减少发电部门的温室气体排放，而发电部门是全球温室气体排放的主要来源之一。麻省理工学院和CFS项目是核聚变领域有史以来最大的私人资助研究和开发项目之一。
SPARC设计,虽然如今已经退休两倍大的麻省理工学院里还实验和类似于其他几个研究核聚变反应堆目前在操作,将会更加强大,实现融合性能堪比预期更大的ITER反应堆建在法国的国际财团。这种小体积的高功率之所以成为可能，是因为超导磁体的发展使得更强的磁场限制热等离子体。
SPARC项目于2018年初启动，其第一阶段的工作——超导磁体的开发——一直在快速推进，超导磁体可以建造更小的聚变系统。这组新的论文首次在同行评议的出版物中详细介绍了SPARC机器的底层物理基础。这七篇论文探讨了需要进一步细化的具体物理领域，还需要继续进行研究，以确定机器设计的最终要素、操作程序和测试，这些工作将涉及到发电厂的进展。
论文还描述了在设计SPARC时使用的计算和仿真工具，这些工具已经在世界各地的许多实验中进行了测试。作者使用了先进的模拟，运行在强大的超级计算机上，这些计算机已经被开发来帮助ITER的设计。大型多机构的研究团队代表在新的文件集，旨在带来最好的共识工具到SPARC机器设计，以增加信心，它将实现其使命。
到目前为止所做的分析表明，SPARC反应堆的计划核聚变能量输出应该能够满足设计规范，并有一个舒适的余量。它的设计目标是使Q因子(表示聚变等离子体效率的关键参数)至少达到2，本质上意味着产生的聚变能量是用于产生反应的能量的两倍。这将是任何一种聚变等离子体产生的能量首次超过其消耗的能量。
在这一点上的计算表明，SPARC实际上可以实现Q比为10或更多，登录杏耀平台根据新的论文。虽然格林沃尔德警告说,团队要小心不要过度承诺,还有很多工作,迄今为止的结果表明,该项目将至少实现其目标,特别是将满足其燃烧产生等离子体的关键目标,其中自动加热支配着能量平衡。
他说，Covid-19大流行所施加的限制稍微减缓了进展，但不会太大，研究人员已经按照新的操作指南回到了实验室。
总的来说，“我们的目标仍然是在21年6月左右开始建设，”格林沃尔德说。“物理方面的努力与工程设计很好地结合在一起。我们试图做的是把这个项目建立在最坚实的物理基础上，这样我们对它的表现很有信心，然后在工程设计过程中提供指导和回答问题。”
的许多细节仍在工作的机械设计,覆盖能源和燃料的最佳方式进入设备,获得电力供应,处理任何突然热或功率瞬变,如何以及在哪里测量关键参数来监测机器的操作。
到目前为止，对整体设计只有微小的改变。格林沃尔德说，反应堆的直径增加了大约12%，但其他方面几乎没有改变。“总有这个多一点，那个少一点的问题，有很多东西要考虑，工程问题，机械应力，热应力，还有物理问题——你如何影响机器的性能?”
他说，该杂志特刊的出版“代表了当今物理基础的一个总结和快照。”尽管团队成员已经在物理会议上讨论了它的许多方面，“这是我们第一次有机会讲述我们的故事，让它得到评审，得到批准，并将其发布到社区中。”
格林沃尔德说,仍有很多值得了解的物理燃烧等离子体,一旦这台机器已经启动并运行,关键信息可以获得商业将帮助铺平道路,产生聚变装置的燃料——氢的同位素氘和氚——可以提供几乎无限的供应。
燃烧等离子体的细节“非常新颖和重要，杏耀网址”他说。“我们必须克服的大山就是了解等离子体的这种自热状态。”
格林沃尔德说,整体的工作已经进入论文的分析提出了包”有助于验证我们的信心,我们将实现的使命。我们从来没有遇到过这样的情况:‘哦，这预示着我们将无法实现我们的目标。’”简而言之,他说,“其中一个结论是,事情仍在赛道上。我们相信它会成功的。”
