磁铁哪里有(世界上最强的磁铁排名)

第一个中央螺线管模块在圣地亚哥原子制造厂展出

会产生比地球强28万倍的磁场。美国工程师正准备将世界上最强磁体的第一部分运往法国，这将有助于为最先进的核聚变反应堆提供动力。

这个被称为中央螺线管的磁铁将构成ITER的心脏，世界上最大的聚变反应堆。ITER在拉丁语中是“道路”的意思。这项国际实验涉及35个国家，旨在证明连续核聚变产生能量的可行性。核聚变中，较小的原子融合产生较大的原子，会释放出巨大的能量。

完全组装后，中央螺线管将有59英尺(18米)高，14英尺(4.3米)宽，可以产生13特斯拉的磁场，约为地球磁场的28万倍。它的磁力强大到足以吸起一整艘重约10万吨(90米)的运输船。

“中央螺线管是有史以来最大、最强大的脉冲电磁体，”制造这种磁体的通用原子公司的工程和项目总监约翰·史密斯说。

中央螺线管

中央螺线管由六个独立的模块组成，它们将堆叠在ITER反应堆的中央。整个磁铁将有四层楼高，重达1000吨。

每个单独的模块基本上都是一个大型线圈，包含大约3.5英里(5.6公里)的钢护套铌锡超导电缆。然后在熔炉中对模块进行几周的热处理，以进一步提高其导电性，然后对电缆进行绝缘，并将线圈缠绕成最终形状。

根据法拉第感应定律，电流通过导线会产生一个垂直于导线的磁场。当这根导线绕成一个圈时，电流产生一个环形磁场，每个线圈放大磁场强度。因此，通过多次缠绕导线来形成螺线管。最简单的螺线管是一个经典的课堂实验，在这个实验中，学生将一根电线缠绕在一个钉子上，然后将其连接到电池上。当电池打开时，线圈可以拿起回形针。螺线管的尺寸和超导性意味着更多的电流可以通过它，从而使它产生比以往任何时候都更强的磁场。

ITER的心

中央螺线管是ITER反应堆的“跳动的心脏”，因为它允许科学家控制通常不稳定的核聚变反应堆。

ITER被设计成将少量汽化的氘和氚(两者都是氢同位素)或具有不同原子质量的同一元素的不同版本释放到一个大的环形true 空室(称为托卡马克)中。托卡马克使这些同位素过热，剥离原子的电子，将气体转化为等离子体。这种超高温等离子体将达到2.7亿华氏度(1.5亿摄氏度)，比太阳核心温度高10倍。在这个温度下，原子发生聚变，释放出大量能量，可以通过加热水产生蒸汽来发电，从而转动涡轮。

上图是ITER托卡马克反应堆的示意图，中央螺线管在中央，等离子体在房间里。

早在20世纪50年代就在几个托卡马克反应堆中实现了核聚变，但每次只持续几秒钟。为了使核聚变成为一种可行的发电选项，这种反应必须保持恒定的速率，并且产生的能量小于它产生的能量。

连续聚变的最大障碍之一是控制和操纵反应堆中的热等离子体。

这就是中央螺线管发挥作用的地方。史密斯说，理论上，它产生的强磁场会将等离子体固定在托卡马克中的适当位置，维持反应。

运输期间

第一个中央螺线管模块，花了五年多的时间来建造，终于为法国的ITER工厂准备好了。

史密斯说，工程师们正在分别建造和运输每个模块，因为整个磁体太大了，无法安全运输。他补充说，这些模块也是单独构建的，以防其中一个模块需要更换。

登月舱的旅程将从陆地运输开始。它将由一辆巨大的24轴拖拉机从通用原子公司的圣地亚哥基地转移到休斯顿的一个港口。从那里，怪物磁铁将于7月初被运往法国马赛，并于8月底到达那里，然后通过公路运输到ITER工厂。史密斯表示，剩余的五个模块和另一个备用模块在未来几年完成后将遵循相同的路线。

国际合作

35个参与国(包括整个欧洲联盟，以及联合王国、瑞士、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国)中的每一个国家都通过设计和生产100多万个单独的反应堆部件为该项目做出了贡献。

史密斯说，通用原子公司正在开发额外的技术和组件来帮助处理等离子体，其他美国公司和大学也在提供冷却和排气系统、诊断、仪器和控制。

尽管新冠肺炎疫情对这些大型项目产生了影响，但ITER建设预计仍将于2025年完工，目前已完成约75%。史密斯说，全面的核聚变反应最早也要到2035年才会发生。

为什么核聚变如此重要？

持续的核聚变可以打开无限可再生能源的大门，这将大大减少燃烧化石燃料导致的碳排放，从而导致气候变化。

“核聚变是大规模无碳能源生产的少数潜在选择之一，”史密斯说。它提供了一种安全、清洁和可持续使用的资源，不会产生任何排放物或长期废物。\"

为了减缓全球变暖，在ITER聚变第一批原子之前，必须大规模应用风能、太阳能、潮汐能等可再生能源系统。史密斯说，但由于其能量输出的可变性(例如，风力涡轮机只能在刮风时工作)，我们仍将不得不依赖化石燃料来确保电网提供可靠的电力供应。因此，尽快实现连续核聚变，并在世界范围内推广这一技术是非常重要的。

史密斯说，“ITER是朝着这个方向迈出的重要一步。将展示核聚变电站的应用技术。”。