采访:托卡马克能源公司新任首席执行官乔纳森·卡林

托卡马克能源公司的新任首席执行官计划利用他的商业头脑，在2030年前将聚变发电纳入国家电网

核聚变发电是社会面临的最大技术挑战之一。核聚变首次被证实几十年后，在这方面还没有明显的突破，尽管人们经常声称这一突破指日可待。现在,后国际热核实验堆(ITER)取得明显进展在法国南部，人们期待已久的里程碑似乎终于要到来了。

然而，在这个巨大的建筑工地之外，一家英国公司大胆宣称，它将击败国际财团。托卡马克能源公司位于牛津郡的卡勒姆，紧邻ITER的前身——欧洲联合环体(JET)——目标是在ITER启动聚变反应之前，到2030年为国家电网提供核聚变发电。首席执行官乔纳森•卡林(Jonathan Carling)没有高能物理背景，相反，他来自商业程度高得多的航空航天和汽车行业。

Carling曾于上世纪80年代中期在伦敦城市大学(City, University of London)接受机械工程师培训，去年11月接替联合创始人，出任首席执行官大卫Kingham．在此之前，他是劳斯莱斯民用大型发动机部门的首席运营官。“在劳斯莱斯，我负责特伦特系列发动机的制造和大修网络，照顾开发发动机的项目团队，并负责制造、销售和服务，”他说工程师．

“(在此之前)我还在捷豹路虎(Jaguar Land Rover)担任过多个总工程师职位;我是动力系统的总工程师，也是捷豹x型的总工程师。我是捷豹XF的总项目工程师。”

然而，直到他第一次遇到托卡马克能源公司，他对核聚变的好奇才有了专业意义。“我一直对核聚变很感兴趣，就像任何一个工程师或技术人员一样，但在我发现托卡马克能源之前，我想和很多人一样，我认为政府向它投入了数十亿美元，只是偶尔告诉我们，它还需要几十年的时间。

“当我发现托卡马克能源公司正在为小型模块化核聚变反应堆开辟道路时，我立刻被吸引住了。这是一家建立在现有科学基础上的敏捷私营公司——我曾在几家公司担任过首席运营官，我喜欢看到数据和可执行性——我想，‘这看起来是一个了不起的挑战’，特别是鉴于该业务目前正处于从提供科学基础平台向进行工程和创建实际机器过渡的阶段，这是我的背景。”

托卡马克能源公司与ITER项目的区别在于其计划中的核聚变反应堆的形状。这两项冒险都着眼于磁约束核聚变，即将氢核等离子体限制在强磁场中并加热，迫使核融合在一起并释放能量。但与ITER的反应容器——一个巨大的扁平环面，被称为托卡马克，这是根据20世纪50年代最初的俄罗斯技术命名的——不同的是，托卡马克能源公司正在研究的机器使用了一个更像去核苹果形状的等离子约束容器。这些所谓的球形托卡马克的支持者认为，它们比更宽、更平的同类更稳定、更容易控制，而且建造成本更低。

托卡马克能源公司认为，一个比ITER小得多的球形托卡马克将能够从聚变反应堆中提供足够的热量，从而经济地发电。Carling说，关键是保持等离子体在原位的磁场强度。“如果你观察托卡马克的核聚变功率，它的能量与等离子体体积成正比，但它也根据磁通量的四次方而变化，所以如果你可以在很高的磁通量下运行，那么这将对核聚变功率产生比使机器变大更大的影响。”

这只是他开始新工作以来获得的洞见之一。“这是一个非常快速的学习过程，但幸运的是，我身边有一些真正的专家——这个领域世界上最优秀的人，他们非常欢迎我。我向他们询问了业务和物理方面的信息，他们给了我很多需要消化的东西。”

与此同时，他并不太在意自己作为粒子物理学门外汉的身份。“作为一名领导者，重要的是要记住，我不需要达到与首席科学家同等的专业水平，”他说。“你需要了解整个团队的使命，以及团队需要从他们的领导那里获得什么才能取得成功。”他认为，另一个优势是他在经营企业和筹集资金方面的专业知识。“我曾与融资企业合作过，但没有从事过营收前业务。招揽投资或为企业融资对我来说并不新鲜，但在这个阶段确实如此。我一直在推销这项业务，其中包括告诉人们它是如何工作的，所以我需要了解机器是如何工作的，才能做到这一点。”

他说，有两个因素将使托卡马克能源公司能够迅速实现目标。其一是与ITER相比，机器的规模更小。另一个至关重要的因素是私人部门的资金。卡林表示，到目前为止，该公司已从各种渠道筹集了逾2200万英镑资金，包括风险投资家和养老基金等更主流的机构投资者。该公司即将开始新一轮融资，去年已完成了其第四个核聚变反应堆ST40的建设。

托卡马克能源公司如此雄心勃勃的计划的一个原因是，卡林认为核聚变发电的主要障碍已经被清除。“我们将在ST40进行一个大型测试，以达到1500万摄氏度，今年晚些时候我们希望达到1亿摄氏度，这是聚变温度。这将使我们在2022年之前非常接近这台机器的能源收支平衡，这将证明所有的基础科学和工程。”然后，该公司将开始下一个建设项目ST200，它将比前一个项目(ST40高4米，直径2.5米)大3到4倍。此外，ST200还将配备一项关键技术:高温超导体基于REBCO(稀土氧化钡铜)。

REBCO磁铁比其他超导体更紧凑，最重要的是，它能在略低于77开尔文(-196摄氏度)的温度下工作，这在液氮中是可以实现的。相比之下，ITER的铌锡和铌钛磁体需要绝对零度以上几开尔文的液氦——这是一个昂贵得多的需求，需要更大的设备。

托卡马克能源公司首次在ST40的前身上使用REBCO磁铁，为了便于施工，ST40的磁铁中使用了铜。但是，Carling强调，它们是一项相对较新的技术，公司必须开发磁铁和制造它们的供应链。考虑到这一点，它与阿特金斯建立了合作关系。

他说:“我们希望ST200能在2025年实现能源净增和工业产热。”“这将使我们在2030年之前实现电网用电。”

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