目前,CERN 的加速器专家和 EUROfusion 的核聚变专家正在共同努力,利用各自独特的能力,特别是在高场磁体领域,开发未来对撞机和核聚变反应堆的创新技术。
这些共同项目由 CERN 与EUROfusion成员于 2023 年 11 月签署的合作协议推动,EUROfusion 是欧洲核子研究实验室联盟,负责ITER后继项目的核子聚变示范电厂 (DEMO) 的技术设计。
CERN 加速器和技术总监 Mike Lamont 和 EUROfusion 主席Ambrogio Fasoli 于 2023 年 11 月签署了 CERN 与 EUROfusion 框架协议的第一份附录
此次合作是双方科研合作的里程碑,为双方在物理、工程和技术研发等广泛领域的合作奠定了基础,重点是重大科学实验和仪器的工程设计和建造。
CERN 于 2023 年成立了一个专门的聚变技术协调部门,并有加速器和知识转移专家参与其中,这反映了该组织致力于促进跨多个科学学科的合作。EUROfusion 与 CERN 签署的协议是该部门活动的一个突出例子。
“核聚变技术的发展与未来对撞机技术的开发有着明显的协同作用,特别是在高温超导 (HTS) 导体的使用方面。在 DEMO(将接替 ITER 的示范性聚变发电厂)的构想中,许多 EUROfusion 成员正在探索使用 HTS 材料的托卡马克中心螺线管的选择”,EUROfusion 聚变技术部负责人 Gianfranco Federici 说道。“合作协议为我们所有成员和 CERN 提供了一个合作平台,并创建了聚变技术卓越中心”。
高温超导 (HTS) 电缆,凹槽内装有堆叠的焊接 HTS 胶带 (图片:CERN)
作为这一联盟的核心,今年启动的首个项目被认为是迈向未来氚包层技术试验台的关键一步。该项目计划于 2024 年底完成。“CERN 和 EUROfusion 的团队正在就基于高温超导体的磁体概念和设计进行富有成效的交流。μ 子对撞机磁体带来的巨大挑战要求开发新的概念,其中一些概念类似于聚变机的概念。对于目标螺线管来说尤其如此,它是对撞机的关键部件,需要达到非常高的磁场,承受巨大的热和辐射负荷,并且很可能用 HTS 导体构建”,Luca Bottura 说道。谁负责领导国际μ子对撞机合作项目的磁体设计工作以及欧盟 MuCol 设计研究。
最近,合作范围已扩大到包括先进屏蔽材料的合作,这些材料对聚变和加速器都很重要。该主题将成为今年晚些时候举行的联合研讨会的重点。