今天,记者从中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所获悉,被誉为“人造太阳”的国际热核聚变实验堆(ITER)中国任务迎来里程碑式进展,其环向场超导磁体与高温超导中心螺管线圈两套聚变堆关键超导磁体,先后完成研制验收与满参数测试。经严格评审,核心技术实现100%国产化,综合性能跻身国际前列,标志着我国在聚变堆核心部件自主可控道路上迈出决定性一步。
据了解,此次通过验收的环向场超导磁体,是目前全球尺寸最大、技术指标最高的聚变堆超导磁体。该磁体长21米、宽12米、高3.3米,总重达582吨,其体积是国际热核聚变实验堆(ITER)同类磁体的1.3倍,储能达到其3倍。尤为关键的是,该磁体需在-269℃极低温、98千安大电流、14.5特斯拉强磁场及强辐射等极端条件下,稳定可靠运行60年。项目组历时6年,攻克了高稳定性磁体设计、大截面导体精密成型、超低阻超导接头制备等十余项关键技术,申请授权专利47项,制定标准14项,实现了从基础材料到整体结构的全链条国产化。
与此同时,高温超导中心螺管线圈也完成了满工况测试,实测稳定载流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率达每秒5.1特斯拉,接头电阻低至0.87纳欧。这套线圈采用了具有自主知识产权的应力分散强力支撑与高低温混合磁体设计,成功解决了极端工况下的电磁应力难题。它将在聚变装置中承担“心脏起搏器”的功能,负责感应驱动等离子体电流并动态调节约束形态。
“超导磁体是聚变堆的‘脊梁’,其作用是产生强大磁场,将上亿度高温等离子体‘锁’在真空室内,防止器壁熔化。”项目负责人介绍,“两套磁体的接连突破,彻底解决了‘人造太阳’核心部件的‘卡脖子’风险,为未来建设自主聚变工程实验堆(CFETR)筑牢了坚实的工程基础。”
负责人介绍,此次突破不仅验证了我国在大电流高温超导导体研制、复杂低温系统集成等方面的世界领先水平,更有力提升了我国在参与国际热核聚变实验堆计划中的话语权,为人类终极能源解决方案贡献了“中国力量”。
(记者 袁星红 金珊珊)