摘要：短短几年时间，大家就已经彻底明白了任何技术都不能被人卡着脖子，无论是我们熟知的芯片，还是这里要说到的“人造太阳”。对于人造太阳来说，第二代高温超导带材是当之无愧的核心材料，如果没有它，那就造不出足够强大的磁场来约束那些温度上亿的等离子体。

中国“人造太阳”重大突破，中国科学院金属研究所：实现关键核心材料国产化制备！

短短几年时间，大家就已经彻底明白了任何技术都不能被人卡着脖子，无论是我们熟知的芯片，还是这里要说到的“人造太阳”。对于人造太阳来说，第二代高温超导带材是当之无愧的核心材料，如果没有它，那就造不出足够强大的磁场来约束那些温度上亿的等离子体。

可能有人会说，中国二代高温超导材料的制备和应用这方面，其实在国际上也排得上名，按道理不会在这方面再被卡脖子。没错，这也是事实，但是，过往我们制备该带材的金属基带却是需要依赖进口的，目前主要进口的就是哈氏合金(C276)制造，抛开价格昂贵不说，就连供货时间都无法得到保障。

这么说还不够明白，那不妨打个比喻吧，我们建房子的时候需要先把基础打好，那建一个人造太阳亦是如此。这里说到的金属基带就好比是修房子时先建好的地基，它是作为缓冲层和超导层生长的衬底，超导层材料就一层又一层的在这个基带上“堆叠”起来。

总的来说，金属基带有两大作用，一是它可以为超导带材提供必不可少的机械强度和变形能力，二是它对整个超导结构的稳定成型有重要作用。

中国科学院金属研究所的千米级基带，比进口的更纯、更强大？

重点是什么？中国科学院金属研究所专家表示，研究团队炼出来的超纯合金比目前进口的同类材料更好，具体来说就是碳、锰、硫、磷、氧、氮元素的含量更低，尤其是硫的含量连万分之零点零五都不到。并且，材料内部的纯净度也很高，比如2微米以上的大尺寸夹杂物数量极低，A、B、C类评级均为0。

与此同时，该研究团队成功攻克基带加工过程中的关键技术难题，目前已经达到什么水平？说的具象一点，哈氏合金制成的金属基带，宽度约13毫米，长度超过了2000米，不仅表面光滑的像镜子，而且厚度只有大约0.046毫米，这个厚度还达不到大家头发丝直径的一半。

这个数据到底有多强？这么说吧，这个材料哪怕是在液氮温度条件下，它也具备超过1900兆帕的抗拉强度，也就是说，差不多指甲盖那么小的面积就能承载高达约19吨的重量。研究人员还表示：

该超长超薄金属基带即便经受5分钟的900摄氏度高温加热，在其冷却到室温以后，他依然能维持1200兆帕以上的抗拉强度，这足以体现其力学性能和人稳定性都足够优秀！

目前，批量化制备的哈氏合金基带已经计入到验证阶段，主要由两家上海的超导科技企业在做这个事情。

与此同时，中国科学金属研究所也同步规模化制备了近千米MF系列高温超导带材，其性能就已经不输此前进口基带制备的第二代高温超导带材水平，并已经运用到超导企业的相关项目中。

中国“人造太阳”预计2027年竣工：2030年有望实现通过核聚变点亮第一盏灯。

是的，中国“人造太阳”预计会在2027年竣工，很可能成为人类又是一类第一个实现核聚变发电的装置。实际上，我国国内也不止一个“人造太阳”项目，国际上也多个国家合作的“人造太阳”项目，这里说的即将竣工的是中国核聚变装置BEST项目，位于安徽合肥，其关键部件400余吨的杜瓦底座已经安装就位！

杜瓦底座直径18米，高5米，它是目前国内核聚变领域最大的一个真空部件，也是BEST装置主机的第一个真空大部件，就处于整个主机的最底部，它的作用就是来承载重量高达6700余吨的主机，它的安装精度对整个工程的安全性和稳定性影响极大，所以对吊装精度要求极高，最后落位位置不能超过2毫米偏差。

随着杜瓦底座安装完成，接下来要做的事情就是进行后续大部件安装工作，比如真空室、磁体这些重要的核心部件。

等安装完成以后，杜瓦底座就会被完全封闭起来，因为托卡马克正常运行的首要条件就是真空环境，预计两年后，也就是2027年左右，BEST的建造工作便会结束，然后在全世界范围内进行第一次聚变能发电演示，不过我们想要看到通过核聚变来点亮第一盏灯的话，那可能就要等到2030年了。

BEST，全名紧凑型聚变能实验装置，它其实是全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）的后续项目，目前已经进入全面组装阶段。虽然我们笼统的叫他人造太阳，但它和太阳其实完全不同，本质上就是通过聚变反应得到能量，从理论上来说它还是取之不尽用之不竭的清洁能源。

你知道吗？全世界范围内，我国是拥有的核聚变专利数量最多的国家，核聚变领域的博士人才数量也是美国的10倍。美国核聚变公司Helion首席执行官科特雷也表示，我国在先进材料研发领域投资巨大，可以达到美国的10倍。

来源：悟空科学号