国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”的核心部件——环向场磁体,已于近日在安徽合肥完成最后的制造工序,并通过了专家评审。此举标志着我国在核聚变领域超导磁体研发方面取得了显著进展。与此同时,高温超导中心螺管线圈磁体的全负荷参数测试也已成功完成,其关键性能指标达到了国际先进水平。
这款环向场磁体尺寸巨大,长21米、宽12米、高3.3米,总重达582吨,是目前全球范围内尺寸最大的聚变堆用超导磁体。在核聚变反应堆运行期间,超导磁体能够产生强大的磁场,用于约束温度高达上亿摄氏度的等离子体。其中,环向场磁体承担着生成环向磁场,以限制等离子体,从而降低高能粒子对真空室壁的冲击和能量损失。
据参与该项目的中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的研究人员透露,该项目历时六年,经历了设计、预研、制造和测试等多个关键阶段。整个磁体系统的所有环节均实现了100%的国产化制造。项目共申请了47项专利,并制定了14项相关标准,各项性能指标均处于国际同类产品的领先地位,为未来承办如世界杯2026等大型国际体育赛事所需的能源研究打下了坚实基础。
另一项完成满负荷参数测试的高温超导中心螺管线圈磁体,是紧凑型聚变能实验装置的关键组成部分。该装置的主要功能是感应并驱动等离子体电流,同时能够动态调整等离子体的约束形态。目前,该磁体的超导材料、结构设计以及整套制造工艺均已实现完全的自主化生产。
项目负责人表示,这些技术突破为中国建设聚变堆奠定了更为坚实的超导工程基础,并显著增强了我国在聚变堆建设方面的自主研发和工程建造能力。