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“人造太阳”取得重要突破核聚变能源被列入中国政府“十五”规划,并被确定为未来重点

“人造太阳”取得重要突破核聚变能源被列入中国政府“十五”规划,并被确定为未来重点产业发展方向。其基本原理与太阳能类似,因此也被称为“人造太阳”。

中国科学院合肥物质科学研究所等离子体物理研究所的“人造太阳”项目今天取得了又一里程碑式的进展。两台中国自主研发的核聚变反应堆用超导磁体成功完成技术验收和功能测试。国家聚变反应堆关键系统研究所最大的超导部件——环向场磁体——已完成最终组装,并通过了专家的技术验收测试。

目前世界上最大的核聚变反应堆用超导磁体已通过验收测试。

这台巨大的D形部件是中国自主研发的聚变反应堆用环向场磁体。该磁体长21米,宽12米,高3.3米,总重582吨。与国际聚变反应堆中使用的同类型磁体相比,它的体积大了1.3倍,储能容量高了3倍。这使其成为目前世界上最大的核聚变反应堆用超导磁体。未来,16个相同的环形磁场磁体将组合成一个完整的环形磁场。

中国科学院合肥物质科学研究所等离子体物理研究所的研究员吴宇解释说:“它的作用是约束等离子体,防止其与真空室壁碰撞。磁场强度取决于所需的等离子体温度和密度。这16个环形线圈产生的磁场强度为6.5特斯拉。”

作为“聚变反应堆主机架关键系统综合研究装置”的关键部件之一,这台环形磁场磁体由中国科研团队历时六年研制而成。他们完成了从概念构思、初步研究到整体开发和性能测试的整个过程,从而实现了对整个磁体链关键技术和部件的自主控制。其综合性能指标位居国际前列。

中国科学院合肥物质科学研究所等离子体物理研究所所长宋云涛表示:“这根线圈是目前世界上最重、能量最高的全超导线圈。包括我们使用的特种不锈钢在内,我们的绝缘材料和超导材料全部在中国制造。这个项目是百分之百的中国制造。”

高温超导中心线圈磁体成功完成参数测试

在合肥未来科学城,毗邻聚变反应堆主模块关键系统综合研究设施,另一项重要的核聚变科学装置——紧凑型聚变能源实验装置(CFEED)的关键部件也取得了重大进展。该装置的超导高温中心线圈磁体今天成功完成了所有参数测试,达到了国际领先的性能水平。

现场测量结果表明,该线圈磁体具有60 kA的稳定载流能力和6.03 MJ的储能能力,达到了国际领先的性能水平。该装置从超导材料、结构设计到整个制造工艺,均打破了国外技术垄断,实现了完全国产化。

中国科学院合肥物质科学研究所等离子体物理研究所副所长秦景刚表示:“中心线圈磁体是运行条件最为复杂的磁体,其性能直接决定了我们的聚变装置能否点火并保持稳定运行。”

该紧凑型聚变能源实验装置计划于2027年左右建成,目标是在2030年实现核聚变发电的验证。中心线圈的核心功能是捕获和控制等离子体流动,并动态调节等离子体约束模式。它的作用类似于汽车发动机中的火花塞,在核聚变反应堆的启动阶段起着至关重要的作用。

中国科学院合肥物质科学研究所等离子体物理研究所所长宋云涛表示:“这款超导磁体是目前世界上最先进的,也是一个关键部件。”“人造太阳”取得重要突破