目前,CERN 的加速器專家和 EUROfusion 的核聚變專家正在共同努力,利用各自獨特的能力,特別是在高場磁體領域,開發未來對撞機和核聚變反應堆的創新技術。
這些共同項目由 CERN 與EUROfusion成員于 2023 年 11 月簽署的合作協議推動,EUROfusion 是歐洲核子研究實驗室聯盟,負責ITER后繼項目的核子聚變示范電廠 (DEMO) 的技術設計。
CERN 加速器和技術總監 Mike Lamont 和 EUROfusion 主席Ambrogio Fasoli 于 2023 年 11 月簽署了 CERN 與 EUROfusion 框架協議的第一份附錄
此次合作是雙方科研合作的里程碑,為雙方在物理、工程和技術研發等廣泛領域的合作奠定了基礎,重點是重大科學實驗和儀器的工程設計和建造。
CERN 于 2023 年成立了一個專門的聚變技術協調部門,并有加速器和知識轉移專家參與其中,這反映了該組織致力于促進跨多個科學學科的合作。EUROfusion 與 CERN 簽署的協議是該部門活動的一個突出例子。
“核聚變技術的發展與未來對撞機技術的開發有著明顯的協同作用,特別是在高溫超導 (HTS) 導體的使用方面。在 DEMO(將接替 ITER 的示范性聚變發電廠)的構想中,許多 EUROfusion 成員正在探索使用 HTS 材料的托卡馬克中心螺線管的選擇”,EUROfusion 聚變技術部負責人 Gianfranco Federici 說道。“合作協議為我們所有成員和 CERN 提供了一個合作平臺,并創建了聚變技術卓越中心”。
高溫超導 (HTS) 電纜,凹槽內裝有堆疊的焊接 HTS 膠帶 (圖片:CERN)
作為這一聯盟的核心,今年啟動的首個項目被認為是邁向未來氚包層技術試驗臺的關鍵一步。該項目計劃于 2024 年底完成。“CERN 和 EUROfusion 的團隊正在就基于高溫超導體的磁體概念和設計進行富有成效的交流。μ 子對撞機磁體帶來的巨大挑戰要求開發新的概念,其中一些概念類似于聚變機的概念。對于目標螺線管來說尤其如此,它是對撞機的關鍵部件,需要達到非常高的磁場,承受巨大的熱和輻射負荷,并且很可能用 HTS 導體構建”,Luca Bottura 說道。誰負責領導國際μ子對撞機合作項目的磁體設計工作以及歐盟 MuCol 設計研究。
最近,合作范圍已擴大到包括先進屏蔽材料的合作,這些材料對聚變和加速器都很重要。該主題將成為今年晚些時候舉行的聯合研討會的重點。