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21米长、582吨重的“巨无霸”磁体在合肥下线,全球最大聚变超导磁体验收 6

21米长、582吨重的“巨无霸”磁体在合肥下线,全球最大聚变超导磁体验收

6 月 27 日合肥同步迎来两大人造太阳核心部件重大节点,重达 582 吨、外形呈 D 型的巨型环向场超导磁体顺利通过全部工艺验收,配套高温超导中心螺管线圈也完成极限满工况实测,两套支撑聚变堆运行的关键装备同步实现技术跨越。

整套环向场磁体尺寸达到 21 米 ×12 米 ×3.3 米,是目前全球体量最大的聚变堆超导磁体。项目负责人武玉受访时直言,研制全程难度极高,顺利落地之后团队都十分振奋,这份激动不只是造出巨型设备,而是实现了全球同行难以复刻的效率突破。

拿国际 ITER 项目同款磁体对标就能直观看清差距,我们这款磁体体积仅超出对方 30%,总储能直接达到 120GJ,等同于 ITER 的三倍,整体建造投入却仅有对方一半。这套 “小幅增尺寸、大幅提性能、大幅压成本” 的技术加减法,靠的不是单纯放大设备,而是团队原创的 “外方内圆” 全新结构设计,搭配自研新型超导材料与全套独创加工工艺,彻底重构了传统磁体研发路线。

很多实验室样品只能短期单次运行,而这款磁体经过 2000 次循环测试性能无衰减,能够长期在极低温、超大电流、强辐射、高强度应力叠加的极端环境下稳定服役 60 年,是实打实满足长期商用需求的工程级装备,绝非只能用来发论文的短期试验品。

同期完成测试的高温超导线圈同样亮点十足,稳定承载 60 千安大电流、储能 6.03 兆焦,磁场变化速率、接头损耗等核心参数全部拉满,接头电阻低至 0.87 纳欧。从超导带材原材料、整体结构设计,到低温封装、批量加工全流程,全部做到 100% 国产自主可控。

整个研发周期长达六年,过程中攻克十余项世界级工程难题,累计拿下 47 项授权专利,牵头制定 14 项行业相关标准。专利代表独有的技术话语权,标准代表行业规则定义权,这意味着我们早已跳出单纯追赶 ITER 的思路,走出一条完全自主的聚变磁体技术路线。

这套巨型环向场磁体核心作用是生成环形强磁场,牢牢约束上亿摄氏度的等离子体,后续 16 台同款磁体组合,能在装置中心形成 6.5 特斯拉高强度磁场,减少高能粒子损耗,为人造太阳稳定运行打底。

国内如今已经搭建起从基础理论、小型实验装置到大型工程验证的完整产业链条,本次两套磁体顺利落地,是商用聚变堆落地前不可或缺的核心基建。过去核聚变总被调侃距离实用永远还有几十年,而全链条自主的核心硬件持续突破,正在不断缩短清洁能源落地的周期。

不用再照搬海外成熟设计方案,依托完整工业体系与原创结构创新,我们在聚变超导核心装备领域已经形成独有的技术优势,后续整套聚变工程的研发、建造节奏,都将牢牢掌握在自己手中。