国际热核聚变实验堆(ITER)聚变机心脏部位超导电缆的退化，有可能会造成进一步延误的危险。
三大洲的科学家正在着手弄清一个有关世界上最大的聚变实验项目――ITER超导电缆潜在的严重问题。《自然》杂志获悉，对ITER强大的中央磁铁电缆所做的初步检查显示，由于其退化过快可能已无法使用。如果悬而未决，则此问题会使多年来已饱受技术之困和预算挫折的项目在未来再度延迟(参见本期“聚变实验堆工期延误引人忧虑”文)。
ITER是一个150亿欧元(210亿美元)的大项目，由多国联合设计以提供作为能源的核聚变能力。现正在法国圣保罗·莱迪朗斯建造，预定于2026年开始试验发电。其反应堆将由一个巨大的、充满氢同位素的环形导管构成，绕在导管外的庞大超导线圈产生的强大磁场，将在同位素加热到聚变点时对其实行约束。
这些磁铁中最大的是中央螺线管，它有13.5米高、4.1米宽，由6个相同的、能产生难以置信的13T(特斯拉)磁场的线圈叠置而成(见‘ITER受损的心脏’插图)。通过缓缓地脉动调制超导电缆中的电流，螺线管内的氢气自行产生次生电流，这有助于约束已被加热到超过1.5亿摄氏度的聚变温度的气体。
中央螺线管在美国采用日本生产的超导铌锡(Nb3Sn)电缆建造。该电缆设计能无故障地承受60000次电流脉冲。但是，2010年11月在瑞士菲利根的保罗谢勒研究所的SULTAN设备上进行检验时，发现电缆样品仅经过6000次脉冲就显现出严重的退化。如果确实如此，这将意味着ITER若使用现有电缆的话，将远远达不到其运行20年的目标。
“如果找不到一个好的解决办法，那么大量的电缆就只能搁置在那里”，ITER的日本国内代理主管吉野隆二说。他称日本官方还从未在其他项目中，包括早先ITER测试过的2000年生产的电缆中发现过这种退化现象。他相信这次在瑞士测试所发现的问题，是模拟了ITER的工作条件，即将电缆放置在强而非均一的磁场中所致。
“尽管我很担心，但我们有计划能很好地解决这个问题”，负责为ITER捐资的美国主管内德·绍瑟夫(Ned Sauthoff)说。茨城的日本质子加速器研究园区的科学家现正在进行中子散射研究以检测电缆中的应变，并检查可能的损伤。而进一步的实验将在瑞士进行，以察看是否测试方法有问题。与此同时，问题电缆的中子研究也在美国田纳西州橡树岭国家实验室的裂变中子源进行着。据绍瑟夫介绍，包括采用加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的X射线断层摄影术实验，其他铌锡类的电缆也在进行测试，看其是否更有弹性。“我们将一直试验下去直到成功。”
绍瑟夫希望，这些问题最好在六月份解决。如果电缆的修复花费更长时间，那么就要增添设备制造中央螺线管的线圈以加快生产，但这样做势必会使该项目增加额外的开销。
资料来源 Nature
责任编辑 则 鸣