6月27日,合肥科学岛传出一项硬指标突破——中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所承担的国家重大科技基础设施"聚变堆主机关键系统综合研究设施"(CRAFT)迎来两件核心装备同日告捷:环向场超导磁体完成最后制备工艺并通过专家验收,高温超导中心螺管线圈完成满工况参数测试。两台设备核心技术100%国产化,综合性能跃至国际前列。时间点恰好踩在国家"十五五"规划纲要把核聚变能写入未来产业重点方向之后,信号不止于一台大装备下线。

01|582吨的"D形巨物",体量先把ITER比下去
环向场磁体单台长21米、宽12米、高3.3米,总重582吨,外形俯瞰近似字母D。这组数字是目前全球聚变堆超导磁体的上限——体积为国际热核聚变实验堆ITER同类TF磁体的1.3倍,总储能达120吉焦,是ITER TF的3倍。作为CRAFT设施最大的超导部件,它是未来聚变堆"磁笼"的主骨架。
磁体运行电流98千安,16台合围后可在等离子体中心产生6.5特斯拉环向磁场,磁体局部最高场强14.5特斯拉。更苛刻的是设计寿命——需在极低温、大电流、强辐射、高应力耦合的极端工况下稳定跑满60年。这套指标能让它在国际同类产品里站到领跑位置,靠的不是单点优化,而是全链条六个环节一起过关。
02|TF和CS不是一回事,一个"箍"、一个"驱"
外界常把聚变堆超导磁体笼统叫"磁体",其实环向场(TF)和中心螺管(CS)在装置里干的是两种活。TF负责构建环向磁场,借洛伦兹力把上亿度等离子体"按"在真空室中心,减少高能粒子轰击器壁;CS则装在堆芯轴线位置,任务是感应并驱动等离子体电流,还能动态调节等离子体的约束形态。
这次同步报喜的CS线圈实测稳定载流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率每秒5.1特斯拉,接头电阻压到0.87纳欧,几项核心指标均摸到国际领先线。换句话说,TF把等离子体"关住",CS让它"流动起来",两套系统同时在CRAFT和紧凑型聚变能实验装置上就位,超导工程的底座才算真铺平。
03|6年攻关换来的100%,藏在材料与接头里
TF磁体从设计到验收拉了6年,中间啃下的是一串"卡脖子清单":大电流高温超导导体、大截面导体小半径弯绕成型、超低阻超导接头制备、高强低温绝缘适配、高温超导磁体失超保护……项目团队最终拿出"外方内圆"的原创磁体结构,配上应力分散强力支撑,把大电流工况下的强干扰和大应力消化掉。
全链条自主可控落到纸面上是专利47项、标准25项(素材初报14项,中科院官网口径为25项,采后者),从特种不锈钢壳体、超导带材、绝缘材料到绕制成型、精密装配、测试台架,没有一段要回头找海外。对一台要跑60年的堆芯主件来说,"全链条"三个字的含金量,比"全球最大"四个字更重。
04|十五五把核聚变拎到台前,工程化拐点到了
发改委、能源局6月25日印发的《新型能源体系建设""十五五"规划》明确点名"强化可控核聚变、太空电站、高温超导输电等理论研究和技术创新";规划纲要本身也将核聚变能列为未来产业重点方向。国盛证券近期研报给的测算是:到2050年核聚变堆市场空间累计约5.2万亿元,78%的聚变企业认为自家的试点工厂能在2030—2035年间跑起来。
政策、技术、资本三重共振,"永远的50年"这句老调最近两年被反复改写。CRAFT的TF和CS这次一起过线,意义不只是合肥一台设备,而是中国在聚变堆主机超导工程这一段,从"跟跑"挪到"能自己定方案"的位置——下一座要爬的坡,是把这套磁体真正装进CFEDR一类工程实验堆里跑满工况。
一台582吨的磁体躺进验收车间,背后是6年、47项专利、25项标准和一整条国产化链路。十五五把核聚变写进未来产业的第一年,合肥这份答卷递得不早不晚——"人造太阳"要真亮起来,先得把骨头铸结实。