核聚變能被寫入國家“十五五”規劃綱要,并被列入未來產業重點方向。它的基本原理與太陽的能量來源相同,因此被稱為“人造太陽”。6月27日,中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所“人造太陽”項目取得最新進展。我國兩款自主研制的核聚變堆使用的超導磁體分別完成技術驗收和滿工況參數測試,核心技術均實現100%國產化,綜合性能躍升國際前列。
全球最大核聚變堆超導磁體通過驗收
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此次我國自主研制的聚變堆環向場超導磁體形似字母D,長21米、寬12米、高3.3米,總重量達582噸,對比國際熱核聚變堆同型號磁體,它的體積是對方的1.3倍,儲能更是達到其3倍,是當前全球尺寸最大的核聚變堆超導磁體。未來,16塊同款環向場磁體將共同組合搭建,形成完整的環向磁場。
中國科學院合肥物質院等離子體所研究員武玉表示,它的功能是約束等離子體,使等離子體在真空室內,不打在壁上,它的磁場強度跟將來等離子體需要的溫度和密度是相關聯的。16個線圈組成環,會產生6.5特斯拉的磁場。
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作為“聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施”最重要的部件之一,這款環向場磁體由我國科研團隊歷時六年攻關,先后完成方案設計、前期預研、整機研制與性能測試全流程工作,最終實現了磁體全鏈條關鍵技術與部件的自主可控,其綜合性能指標位居國際同類裝置前列。
中國科學院合肥物質院等離子體所所長宋云濤表示,應該是目前世界上重量最大、儲能最高的全超導線圈。現在使用的特種不銹鋼、絕緣材料、超導材料全部是國產的,實現100%國產化
高溫超導中心螺管線圈磁體完成滿參數測試
在合肥未來大科學城,緊鄰“聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施”,另一個核聚變大科學裝置——緊湊型聚變能實驗裝置關鍵部件也取得了重要進展。該大裝置的高溫超導中心螺管線圈磁體,現場實測數據顯示,該線圈磁體穩定載流達60千安,儲能6.03兆焦,核心性能達到國際領先水準。這套裝備從超導材料、結構設計到成套制備工藝已打破國外技術壟斷,實現完全國產化
按計劃,緊湊型聚變能實驗裝置將在2027年左右建成,力爭在2030年演示核聚變發電。中心螺管線圈的核心作用是感應、驅動等離子體電流,并動態調節等離子體約束形態。它可以起到類似汽車發動機火花塞的作用,在核聚變堆的啟動階段發揮巨大作用
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中國科學院合肥物質院等離子體所所長宋云濤表示,這個超導磁體應該是目前國際上最先進的,也是未來要實現聚變能發電,建設聚變堆的關鍵核心部件和核心技術
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