在安徽省合肥市的科學(xué)島上，一個(gè)全球獨(dú)一無(wú)二的超導(dǎo)托卡馬克大科學(xué)裝置集群正全力推進(jìn)聚變能源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，為我國(guó)人造太陽(yáng)項(xiàng)目注入了新的活力。
該集群近期成功建立了國(guó)際領(lǐng)先的大型超導(dǎo)磁體動(dòng)態(tài)性能測(cè)試系統(tǒng)，不僅尺寸最大，實(shí)驗(yàn)條件也最為完善。尤為這一系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從材料到設(shè)備再到系統(tǒng)的全面國(guó)產(chǎn)化，標(biāo)志著我國(guó)在聚變能源領(lǐng)域的自主研發(fā)能力邁上了新臺(tái)階。
超導(dǎo)磁體作為聚變能源開(kāi)發(fā)中的關(guān)鍵組件，其能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)損耗的大電流傳輸，并產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)約束高溫等離子體。然而，中心螺管線圈在交變磁場(chǎng)下的運(yùn)行卻面臨著諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，包括大型聚變堆超導(dǎo)磁體的設(shè)計(jì)、低阻超導(dǎo)接頭的制作、超低溫磁體絕緣的處理、失超保護(hù)機(jī)制的建立、大型低溫高電流電源的研制以及快速磁場(chǎng)變化的安全控制等。我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不懈努力，已逐一攻克了這些技術(shù)難題。
中國(guó)“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”的其他18項(xiàng)子系統(tǒng)研制工作也已基本完成，目前正在緊鑼密鼓地進(jìn)行整體集成及調(diào)試工作。預(yù)計(jì)在今年年底，這一設(shè)施將全面建成，為我國(guó)未來(lái)聚變工程堆核心部件的研制提供堅(jiān)實(shí)的工程技術(shù)基礎(chǔ)和極端實(shí)驗(yàn)條件。
在實(shí)驗(yàn)中，超導(dǎo)磁體動(dòng)態(tài)性能測(cè)試系統(tǒng)展現(xiàn)出了卓越的性能。最大測(cè)試電流成功達(dá)到了穩(wěn)態(tài)48千安，超出了47千安的設(shè)計(jì)預(yù)期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，“聚變工程堆中心螺管系統(tǒng)”的總儲(chǔ)能高達(dá)406.7兆焦，可用測(cè)試磁體內(nèi)徑為1500毫米，最高場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到12特斯拉，接頭電阻僅為0.1納米，所有指標(biāo)均圓滿達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。這一成果不僅彰顯了我國(guó)在科技領(lǐng)域的雄厚實(shí)力，也為全球核聚變能源領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了積極的推動(dòng)作用。
