中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所近日宣布,我国在“人造太阳”项目上取得重大突破。两款自主研制的核聚变堆超导磁体分别完成技术验收和满工况参数测试,标志着我国在聚变堆超导磁体研发领域迈入国际领先行列。
此次通过技术验收的环向场磁体,是“聚变堆主机关键系统综合研究设施”(CRAFT)的核心部件之一。该磁体长21米、宽12米、高3.3米,总重量达582.4吨,其体积和规模均超过国际热核聚变实验堆ITER的同类磁体,成为目前国际上体积最大的聚变堆超导磁体。项目团队历时6年,经过设计、预研、研制和测试等关键环节,最终实现100%国产化,整套磁体的全链条关键环节均实现自主可控,性能指标全面领先国际同类产品。
环向场磁体在聚变装置中扮演着至关重要的角色。在聚变反应过程中,超导磁体通过产生强磁场来束缚上亿度的高温等离子体。其中,环向场磁体负责构建环向磁场,利用洛伦兹力将带电粒子牢牢约束在装置内部,防止等离子体逃逸。如果没有足够强的磁场约束,核聚变反应将无法持续进行。
与此同时,另一款高温超导中心螺管线圈磁体也完成了满工况参数测试。作为紧凑型聚变能实验装置的核心部件,该磁体的主要功能是感应和驱动等离子体电流,并动态调节等离子体的约束形态。中科院合肥研究院公布的实测数据显示,该线圈在稳定载流达到60千安的情况下,储能6.03兆焦,最大磁场变化率每秒5.1特斯拉,接头电阻仅0.87纳欧,核心性能指标均达到国际领先水平。
从超导材料的选择到结构设计的优化,再到成套制备工艺的突破,该磁体的研发过程完全实现了国产化。这不仅体现了我国在核聚变技术领域的自主创新能力,也为未来商用核聚变堆的建设奠定了坚实基础。
核聚变能因其原理与太阳的能量产生机制相同,被称为“人造太阳”。与当前核电站采用的核裂变技术不同,核聚变以氘、氚等氢同位素为燃料,反应产物无长寿命放射性废物,且燃料可从海水中提取,因此被视为人类终极的清洁能源解决方案。







