福州科研力量关注焦点:全球最重聚变超导磁体在合肥通过验收,国产化率达100%
6月27日上午10时,在中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所实验大厅内,一座高3.3米、宽12米、长21米的巨型环状装置稳稳矗立——这台总重582吨的环向场超导磁体,正式通过国家专家组综合验收。作为“人造太阳”CFETR项目的核心部件,它不仅是目前全球尺寸最大、重量最重的聚变堆超导磁体,更标志着我国在可控核聚变工程化进程中迈出关键一步。福建高校及科研院所,如福州大学能源与光催化国家重点实验室,正密切关注该成果对东南沿海清洁能源技术布局的辐射带动效应。
为何称其为“人造太阳的心脏”?
该磁体承担着生成强约束磁场的核心使命:在真空室内将上亿摄氏度的高温等离子体稳定悬浮,防止高能粒子接触器壁造成能量流失与材料损伤。其单体运行电流达98千安,储能120吉焦;16台协同运行可在装置中心形成6.5特斯拉主磁场,峰值场强达14.5特斯拉——这一数值已超越国际热核聚变实验堆(ITER)设计值(11.8特斯拉),彰显中国在极端电磁环境下的系统集成能力。
低温+高温双轨突破,技术路径全覆盖
值得关注的是,同日另一关键部件——中心螺管线圈也顺利完成满工况测试。前者采用低温超导技术路线,后者依托高温超导体系,二者同步达标尚属中科院等离子体所历史首次。项目负责人宋云涛研究员指出:“双线并进”不仅验证了我国对两种主流超导技术的工程化掌控力,更为福州、厦门等地正在推进的超导材料中试平台建设提供了可复用的技术范式与标准接口。

从材料到工艺:全链条100%自主可控
整机实现核心技术100%国产化:超导股线拉制、大型绕制装备研制、低温杜瓦高精度焊接、在线精密检测系统搭建,均由国内团队独立完成。总工程师傅鹏强调:“真正的难点不在图纸上,而在零下269℃极低温、60年服役周期下的制造可靠性。”团队历时7年攻克18项关键工艺瓶颈,其中多项焊接与热处理参数已纳入福建省超导装备产业联盟推荐标准草案。
工程验证意义重大,CFETR建设提速
当前全球聚变研究正由物理探索迈向工程验证阶段。面对ITER项目进度延宕与成本攀升,中国CFETR明确规划于2030年代建成。本次磁体验收直接支撑其工程设计定型,被中国科大王腾副教授喻为“桥梁施工前已完成最大跨度梁体极限荷载试验”,其战略价值不亚于EAST实现百秒级长脉冲运行的历史性突破。福州高新区已启动聚变能应用技术预研专项,联动合肥科学岛开展低温系统本地化适配攻关。
谁将率先受益?从实验室到产业链
直接受益方涵盖三类主体:一是合肥、福州、成都等地的聚变研究机构,获得更贴近工程实际的实验数据支撑;二是西部超导、永鼎股份等上游材料企业,订单落地加速技术迭代;三是福建新能源产业集群,该成果为闽东北海上风电—核聚变协同供能示范项目提供底层技术锚点。正如宋云涛在现场所言:“我们建造的不是样机,而是驶向百年能源未来的方舟。”
对比ITER:更大、更强、更严苛的国产验证
相较于ITER单体约310吨的环向场磁体,中国版本重达582吨,体积与约束能力显著提升。设计上主动提高安全裕度,旨在全面检验国产Nb₃Sn超导材料、不锈钢低温结构件等在极限工况下的性能边界。这种“超规格验证”模式,在全球重大科学工程中极为罕见,也为福州马尾物联网产业园承接聚变智能监测系统开发提供了明确技术接口需求。
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