核聚变技术因其与太阳能量产生机制相似,被形象地称为“人造太阳”,如今已正式纳入国家未来产业重点发展方向。近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来突破性进展:我国自主研发的两款核聚变堆核心超导磁体分别完成技术验收与全参数测试,标志着我国在该领域实现全链条自主可控。
在合肥未来大科学城,一座形似字母“D”的巨型装置引人注目——这是我国自主研制的聚变堆环向场超导磁体。该磁体长21米、宽12米、高3.3米,总重达582吨,其体积与储能分别为国际同类装置的1.3倍和3倍,创下全球尺寸最大纪录。据项目负责人武玉研究员介绍,该磁体通过16个线圈组合可产生6.5特斯拉的强磁场,其核心功能是约束高温等离子体,防止其与真空室内壁接触,为维持聚变反应的极端温度与密度条件提供关键保障。
这款环向场磁体的研发历时六年,科研团队完成了从方案设计到性能测试的全流程攻关。项目所用特种不锈钢、绝缘材料及超导材料均实现国产化,标志着我国在核聚变关键部件领域彻底摆脱对国外技术的依赖。等离子体所所长宋云涛强调:“这是全球首个重量最大、储能最高的全超导线圈,所有核心部件均达到100%国产化。”
与此同时,与该装置相邻的紧凑型聚变能实验装置也取得重要突破。其高温超导中心螺管线圈磁体近日完成满工况参数测试,稳定载流达60千安,储能6.03兆焦,核心性能指标位居国际前列。该磁体采用完全国产化的超导材料与制备工艺,从结构设计到成套技术均打破国外垄断。副所长秦经刚指出:“中心螺管磁体是聚变装置中工况最复杂的部件,其性能直接决定反应能否启动并维持稳定。”
根据规划,紧凑型聚变能实验装置将于2027年建成,目标在2030年实现核聚变发电演示。中心螺管线圈在此过程中将扮演“点火器”角色——通过感应驱动等离子体电流并动态调节约束形态,为聚变反应的启动与持续提供关键动力。宋云涛表示:“这款超导磁体代表了国际最先进水平,是未来实现聚变能商业化应用的核心技术与部件。”