6月27日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所“人造太陽”項(xiàng)目取得最新進(jìn)展，環(huán)向場超導(dǎo)磁體、高溫超導(dǎo)中心螺管線圈等兩套聚變堆關(guān)鍵超導(dǎo)磁體先后完成研制驗(yàn)收與滿參數(shù)測試，核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化，綜合性能躍升至國際前列。聚變堆環(huán)向場超導(dǎo)磁體順利完成工藝工序，通過專家組綜合驗(yàn)收。該磁體長21米、寬12米、高3.3米，總重量達(dá)582噸，體積是國際熱核聚變堆ITER TF磁體的1.3倍，儲(chǔ)能是其3倍，是目前全球尺寸最大的聚變堆超導(dǎo)磁體。
環(huán)向場磁體是聚變堆最重要的部件之一，在聚變裝置運(yùn)行過程中，超導(dǎo)磁體產(chǎn)生強(qiáng)磁場束縛上億度高溫等離子體，其中環(huán)向場磁體負(fù)責(zé)構(gòu)建環(huán)向磁場，借助洛倫茲力牢牢約束等離子體，減少高能粒子對真空室器壁的沖擊損耗。該項(xiàng)目歷時(shí)6年，經(jīng)過設(shè)計(jì)、研制、測試等一系列環(huán)節(jié)，整套磁體全鏈條實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化。項(xiàng)目申請授權(quán)專利47項(xiàng)，制定標(biāo)準(zhǔn)14項(xiàng)，各項(xiàng)性能指標(biāo)領(lǐng)跑國際同類產(chǎn)品。
同期，高溫超導(dǎo)中心螺管線圈完成滿工況參數(shù)測試。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，線圈穩(wěn)定載流60千安，儲(chǔ)能6.03兆焦，最大磁場變化率每秒5.1特斯拉，接頭電阻0.87納歐，關(guān)鍵指標(biāo)和核心性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平。線圈從超導(dǎo)材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到成套制備工藝均實(shí)現(xiàn)完全國產(chǎn)化。
中心螺管線圈的核心作用是感應(yīng)、驅(qū)動(dòng)等離子體電流，并動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)等離子體約束形態(tài)。針對嚴(yán)苛的技術(shù)難度及裝置極端運(yùn)行條件需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用應(yīng)力分散強(qiáng)力支撐結(jié)構(gòu)與高低溫混合磁體設(shè)計(jì)方案，圍繞核心材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制備工藝等開展全鏈條技術(shù)攻關(guān)，先后攻克聚變堆高穩(wěn)定性磁體設(shè)計(jì)、大電流高溫超導(dǎo)導(dǎo)體研制等十余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題，成功完成首個(gè)聚變堆磁體制備和滿參數(shù)測試，滿足裝置未來運(yùn)行需求。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人表示，兩套核心超導(dǎo)磁體的接連突破，為我國建設(shè)聚變堆進(jìn)一步筑牢超導(dǎo)工程基礎(chǔ)，有力提升聚變堆建設(shè)自主研發(fā)與工程建造能力。（完）
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