總部位于美國(guó)的Holtec國(guó)際公司已經(jīng)完成了普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室(PPPL)聚變研究的一個(gè)關(guān)鍵部件的制造和交付。中央煙囪套管(CSC)是PPPL的國(guó)家球面環(huán)實(shí)驗(yàn)-升級(jí)版(NSTX-U)的一個(gè)關(guān)鍵部件。

美國(guó)能源部(DOE)指出，聚變反應(yīng)堆必須以低成本的磁場(chǎng)產(chǎn)生高性能的等離子體。因此，CSC的設(shè)計(jì)和制造必須具有非常嚴(yán)格的公差，以滿足嚴(yán)格的計(jì)量和磁導(dǎo)率要求。CSC將提供NSTX的內(nèi)部真空墻和面向等離子體的部件和線圈的結(jié)構(gòu)支持。這些將必須承受1000萬(wàn)攝氏度的熱環(huán)境。

這種具有挑戰(zhàn)性的設(shè)計(jì)意味著Holtec的焊接工程師需要開發(fā)和鑒定許多獨(dú)特的焊接程序和工具以滿足PPPL的要求。這些都是由Holtec公司的機(jī)械師和焊工嚴(yán)格執(zhí)行的，并在DOE的質(zhì)量保證計(jì)劃下得到了認(rèn)證。

PPPL的實(shí)驗(yàn)室主任Steve Cowley教授指出："這塊漂亮的鉻鎳鐵合金，由于其螺柱覆蓋的設(shè)計(jì)，我親切地稱之為'刺猬'--將容納我們的旗艦實(shí)驗(yàn)NSTX-U的中心磁鐵。" 他補(bǔ)充說(shuō)："這個(gè)外殼不僅宏偉，而且經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)。它在意大利鍛造，在新澤西州加工，并在匹茲堡組裝。它最后到達(dá)我們實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)重要的項(xiàng)目里程碑，將使我們能夠開始重要的恢復(fù)工作。"

這項(xiàng)工作有賴于PPPL和橡樹嶺技術(shù)公司(Holtec國(guó)際公司和Gilmartin工程公司的合資公司)之間的緊密合作。這使得該部件的最終設(shè)計(jì)得以反復(fù)成熟。Holtec焊接技術(shù)總監(jiān)Brian Farnsworth說(shuō)："制造這樣的東西需要專業(yè)技術(shù)和最高質(zhì)量的焊接件。我為我們團(tuán)隊(duì)的奉獻(xiàn)精神和勤奮工作而感到無(wú)比自豪，因?yàn)樵谖覀冏畛醯膶彶橹校@個(gè)關(guān)鍵部件幾乎是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。"

NSTX-U是PPPL的旗艦核聚變?cè)O(shè)施。這個(gè)球形裝置的形狀更像一個(gè)帶芯的蘋果，而不是傳統(tǒng)托卡馬克的甜甜圈形狀。它可以在相對(duì)較低和具有成本效益的磁場(chǎng)中產(chǎn)生高壓等離子體。PPPL說(shuō)，這種能力使其緊湊的球形設(shè)計(jì)成為聚變?cè)囼?yàn)工廠的候選模型，然后是商業(yè)聚變反應(yīng)堆。NSTX-U有三個(gè)主要目標(biāo)。

• 探索球形設(shè)施以低成本磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定、高性能等離子體的能力。

• 開發(fā)啟動(dòng)和維持此類等離子體所需的理解和工具，即在沒有所謂的 "螺線管 "磁體的情況下啟動(dòng)該過(guò)程。

• 開發(fā)處理和控制聚變反應(yīng)產(chǎn)生的廢熱的技術(shù)。