托卡马克能源

托卡马克能源是一家私营聚变能源与超导技术公司，总部位于英国牛津附近。该公司于2009年作为英国原子能管理局的商业衍生公司成立，旨在利用球形托卡马克探索紧凑型聚变发电路线。其技术策略结合了高场磁约束、高温超导磁体和相对紧凑的反应堆几何结构。 公司的实验项目始于使用铜磁体的ST-25装置。2015年，托卡马克能源用稀土钡铜氧化物高温超导体升级了该装置，创造了ST-25HTS。基于REBCO的超导技术是公司方法的核心，因为更强的磁场可以改善等离子体约束，并可能减小未来聚变系统的尺寸和成本。 托卡马克能源自2018年起运营ST40高场紧凑型球形托卡马克。2022年3月，ST40实现了超过1亿摄氏度的等离子体离子温度，这一温度被广泛认为与商业相关聚变反应所需的条件相关。该结果随后在同行评审的科学出版物中进行了讨论。公司还独立于其反应堆项目开发了磁体技术。2019年，它报告使用其专利高温超导磁体技术在20开尔文下产生了24特斯拉的磁场。 其磁体活动已扩展为更广泛的商业技术业务。托卡马克能源已确定高温超导系统在电力分配、生命科学、推进和先进制造等领域的潜在应用，此外还有聚变。2023年，它宣布已制造一组高温超导磁体，用于其Demo4设施的组装和测试，旨在模拟未来聚变发电厂的相关条件。2025年，Demo4测试据报道重现了聚变发电厂相关的磁场，在约零下243摄氏度下达到11.8特斯拉。 公司的开发路线图包括ST40和计划中的ST80-HTS装置，长期目标是在2030年代演示商业聚变电力。托卡马克能源已与英国和美国的国家实验室及政府项目开展合作。其与英国原子能管理局的合作涵盖材料、发电、燃料循环、诊断和球形托卡马克电力系统的远程处理。其美国子公司参与了美国能源部的基于里程碑的聚变开发计划。 托卡马克能源通过政府支持和私人投资的组合为其开发提供资金。公司报告到2025年累计资金约3.35亿美元，包括政府和私人来源，并于2024年11月宣布了一轮1.25亿美元的融资。2025年9月，它收购了莱斯特郡的工程企业Ridgway Machines，以扩大其TE Magnetics高温超导业务的制造能力。2026年，它被任命为英国政府STEP聚变计划的磁体系统合作伙伴。因此，该公司在两个相关领域运营：紧凑型聚变发电厂的长期开发和先进超导磁体技术的近期商业化。

托卡马克能源于2009年在牛津郡成立，作为英国原子能管理局的商业衍生公司。它成立的目的是开发基于球形托卡马克的紧凑型磁约束聚变方法。与传统的巨型托卡马克概念不同，球形托卡马克具有更紧凑、更圆润的等离子体腔室。托卡马克能源的计划将该几何形状与高场磁体（特别是高温超导磁体）相结合，以追求更小且可能更经济的聚变系统。 公司早期的实验机器之一是使用铜磁体的ST-25。2015年，该装置升级为稀土钡铜氧化物高温超导体，并被称为ST-25HTS。这一转变确立了高温超导作为公司技术战略的主要元素。该技术旨在低温下产生强磁场，改善热等离子体的磁约束，并支持更紧凑的反应堆设计。 从2018年起，托卡马克能源运营ST40高场紧凑型球形托卡马克。该机器成为公司主要的等离子体开发平台。2022年3月，ST40实现了超过1亿摄氏度的等离子体离子温度。该结果被呈现为迈向商业相关聚变所需温度范围的重要一步，并且关于该成就的同行评审论文通过物理研究所发表。公司的工作不仅关注温度，还关注等离子体约束、磁体、材料、诊断和功率提取的综合工程问题。 托卡马克能源在托卡马克计划之外开发了独立的磁体技术能力。2019年，它宣布使用其专利高温超导磁体技术在20开尔文下产生24特斯拉的磁场。公司后来将高温超导系统的预期应用扩展到聚变之外的领域，包括电力分配、生命科学、推进和先进制造。这种多元化使业务在聚变反应堆计划作为长期开发努力的同时，为磁体产品和工程服务提供了潜在的商业途径。 2023年，公司宣布已为Demo4建造了一组高温超导磁体，用于组装和测试，Demo4是一个内部设施，旨在测试与未来聚变发电厂相关的场景中的磁体组件。2025年，托卡马克能源报告Demo4已成功重现聚变发电厂相关的磁场，在约零下243摄氏度下达到11.8特斯拉。公司还将ST80-HTS确定为其下一阶段开发路线图的一部分，紧随ST40计划之后。 政府和机构合作一直是公司历史中反复出现的特征。2022年10月，托卡马克能源和英国原子能管理局就球形托卡马克发电达成了五年框架协议。合作涵盖材料开发和测试、发电、燃料循环系统、诊断和远程处理，包括与英国STEP聚变机器相关的工作。2023年5月，该公司的美国子公司通过美国能源部的基于里程碑的聚变开发计划获得了额外支持，将其与美国国家实验室、大学和其他机构联系起来。 托卡马克能源通过私人投资和公共支持为其开发提供资金。到2025年，公司报告累计资金约3.35亿美元，包括政府和私人投资。2024年11月，它宣布了一轮1.25亿美元的融资，由East X Ventures和Lingotto Investment Management领投，British Patient Capital、古河电工、BW集团和Sabanci Climate Ventures参投。2024年12月，它宣布与美国能源部和英国能源安全与净零部合作，支持ST40的5200万美元升级。 公司于2025年9月通过收购莱斯特郡的专业工程公司Ridgway Machines扩大了其制造能力。Ridgway成为托卡马克能源的子公司，同时保留其名称、员工和设施。2026年，托卡马克能源被任命为英国政府STEP聚变计划的磁体系统合作伙伴。因此，其当前身份涵盖实验性聚变反应堆开发和高温超导磁体系统的设计、制造和应用，更广泛的目标是在2030年代为商业聚变电力做出贡献。

• 2026

  被选为STEP聚变磁体系统合作伙伴

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  托卡马克能源被任命为英国政府STEP聚变计划的磁体系统合作伙伴。

• 2025

  收购Ridgway Machines

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  此次收购扩大了托卡马克能源TE Magnetics业务的制造能力。

• 2024

  宣布重大融资轮

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  托卡马克能源宣布了一轮1.25亿美元的投资，由East X Ventures和Lingotto Investment Management领投。

• 2023

  宣布Demo4高温超导磁体计划

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  公司宣布为Demo4设施测试建造高温超导磁体。

• 2022

  ST40超过1亿摄氏度

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  ST40达到超过1亿摄氏度的等离子体离子温度。

• 2022

  宣布与UKAEA五年合作

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  托卡马克能源和UKAEA同意在球形托卡马克发电技术方面进行合作。

• 2019

  报告24特斯拉高温超导磁体场

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  公司宣布使用其专利高温超导磁体技术在20开尔文下产生24特斯拉的磁场。

• 2018

  ST40开始运营

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  托卡马克能源开始运营ST40高场紧凑型球形托卡马克。

• 2015

  ST-25升级为ST-25HTS

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  早期的铜磁体ST-25装置升级为REBCO高温超导体，创造了ST-25HTS。

• 2009

  公司成立为UKAEA商业衍生公司

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  托卡马克能源在牛津附近成立，作为英国原子能管理局的商业衍生公司，开发紧凑型球形托卡马克聚变系统。

一家先进的聚变能源开发商，定位围绕紧凑型球形托卡马克、高磁场和商业高温超导技术。

• 实验性球形托卡马克 · 2015

  ST-25HTS

  ST-25HTS是托卡马克能源早期的实验装置，通过将铜磁体ST-25升级为稀土钡铜氧化物高温超导体而创建。该机器代表了公司向超导磁体技术和紧凑型球形托卡马克研究的早期过渡。

• 高场紧凑型球形托卡马克 · 2018

  ST40

  ST40是托卡马克能源的高场紧凑型球形托卡马克，也是其主要的等离子体开发平台。自2018年运营以来，它被用于2022年报告超过1亿摄氏度等离子体离子温度的实验。该设施后来也成为由英国和美国政府合作伙伴支持的升级计划的对象。

• 计划中的高温超导托卡马克

  ST80-HTS

  ST80-HTS是托卡马克能源开发路线图的一部分，用于下一代使用高温超导磁体技术的紧凑型球形托卡马克。公开描述将其确定为后续阶段装置，旨在推动公司迈向未来的聚变发电演示，尽管详细的技术和运营信息有限。

• 高温超导磁体测试设施 · 2023

  Demo4

  Demo4是托卡马克能源的内部设施，用于在聚变发电厂相关条件下组装和测试高温超导磁体系统。2025年，公司报告在Demo4测试中实现了约零下243摄氏度下11.8特斯拉的场强。

• 高温超导磁体业务

  TE Magnetics

  TE Magnetics是托卡马克能源的超导磁体业务。它为聚变和潜在的非聚变应用（如电力分配、生命科学、推进和先进制造）开发和制造高温超导磁体系统。收购Ridgway Machines旨在加强该业务的工程和制造能力。

• 2025

  收购Ridgway Machines并购

  背景

  托卡马克能源寻求增加支持其TE Magnetics业务的工程和制造能力。

  采取的行动

  公司收购了莱斯特郡的专业工程公司Ridgway Machines，并使其成为子公司。

  后续影响

  Ridgway Machines保留了其品牌、人员和设施，同时在托卡马克能源集团内运营。

  来源

• 2024

  筹集1.25亿美元私人融资其他

  背景

  公司需要资金继续其聚变计划并扩大其高温超导磁体业务。

  采取的行动

  托卡马克能源宣布了一轮1.25亿美元的融资，由East X Ventures和Lingotto Investment Management领投。

  后续影响

  该轮融资包括British Patient Capital、古河电工、BW集团和Sabanci Climate Ventures的投资。

  Funding raised. $125 million (November 2024 funding round)

  来源

• 2024

  升级ST40设施其他

  背景

  进一步的ST40开发旨在通过政府支持的英美合作加速聚变能源研究。

  采取的行动

  托卡马克能源宣布与美国能源部和英国能源安全与净零部合作，支持ST40的5200万美元升级。

  后续影响

  该公告增加了公共部门对公司ST40开发计划的参与。

  Planned facility upgrade. $52 million (December 2024 announcement)

  来源

• 2023

  为Demo4开发高温超导磁体组件新品

  背景

  公司需要在更接近未来聚变发电厂预期的条件下验证高温超导磁体。

  采取的行动

  托卡马克能源为Demo4设施组装和测试建造了一组高温超导磁体。

  后续影响

  测试计划创建了一条独立于主要托卡马克实验的验证磁体系统的内部途径。

  来源

• 2022

  与UKAEA建立五年合作战略

  背景

  商业聚变开发需要等离子体系统、材料、燃料循环、诊断和远程处理方面的协调工作。

  采取的行动

  托卡马克能源和UKAEA建立了五年框架协议，专注于球形托卡马克发电和与STEP机器相关的技术。

  后续影响

  该协议扩大了托卡马克能源在英国机构合作，并将其球形托卡马克工作与国家STEP计划联系起来。

  来源

• 2015

  将ST-25转换为高温超导配置换代

  背景

  托卡马克能源寻求为其球形托卡马克计划提供更强、更紧凑的磁约束。

  采取的行动

  公司用REBCO高温超导体升级了铜磁体ST-25，并将所得装置命名为ST-25HTS。

  后续影响

  此次升级确立了高温超导磁体作为公司后续聚变和磁体策略的核心元素。

  来源

1. 1Tokamak Energyen.wikipedia.org
2. 2Tokamak Energy official websitetokamakenergy.co.uk