我國成功研制ITER超導(dǎo)磁體系統(tǒng)首個部件

2017/8/7 9:27:11

7月26日上午，由中國科學(xué)院等離子體物理研究所承擔(dān)研制的ITER計(jì)劃首個超導(dǎo)磁體系統(tǒng)部件——饋線（FEEDER）采購包PF4過渡饋線竣工儀式成功舉辦，意味著我國在核聚變工程核心技術(shù)領(lǐng)域真正實(shí)現(xiàn)了全球領(lǐng)跑。

 由中國、美國、日本、俄羅斯、歐盟、韓國、印度共同參與國際大科學(xué)項(xiàng)目——國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER計(jì)劃是實(shí)現(xiàn)未來商業(yè)用聚變能的關(guān)鍵一步。而磁體饋線系統(tǒng)是ITER部件中最為復(fù)雜的系統(tǒng)之一，包含31套不同的饋線，單套長度30-50米，總重超過1600噸，共計(jì)6萬余個部件。

 磁體饋線系統(tǒng)作為ITER超導(dǎo)磁體系統(tǒng)供電、冷卻和提供診斷信號的關(guān)鍵集成通道，被稱為ITER主機(jī)的生命線。項(xiàng)目承擔(dān)單位攻克了眾多技術(shù)難點(diǎn)，在高溫超導(dǎo)電流引線、超導(dǎo)接頭、低溫絕熱、低溫高壓絕緣等核心技術(shù)方面取得了諸多國際領(lǐng)先成果。

 等離子體物理研究所研發(fā)的萬安級高溫超導(dǎo)電流引線，集高載流能力、低冷量消耗和長失冷安全時間三方面優(yōu)勢于一體，替代了日本等發(fā)達(dá)國家提出的原ITER銅電流引線設(shè)計(jì)，大大降低了ITER的運(yùn)行成本和低溫系統(tǒng)的建造投入。研發(fā)的68kA級高溫超導(dǎo)電流引線更是創(chuàng)造了在85kA下運(yùn)行1小時，90kA下運(yùn)行4分鐘的世界紀(jì)錄。研發(fā)的盒式高載流低損耗超導(dǎo)接頭，接頭電阻達(dá)到0.2納歐級的世界領(lǐng)先水平，保障了ITER裝置主機(jī)的安全運(yùn)行。

 等離子體物理研究所繼自主建成世界上首個全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置東方超環(huán)EAST之后，在ITER超導(dǎo)磁體饋線系統(tǒng)、ITER大型電源等項(xiàng)目上均提出了最優(yōu)方案，并被國際組織采納，不僅消除了ITER未來運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，也展示了我國在該領(lǐng)域世界領(lǐng)先的技術(shù)水平。我國承擔(dān)的ITER任務(wù)實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化，并以優(yōu)異的性能指標(biāo)通過國際評估，產(chǎn)品質(zhì)量完全滿足ITER要求，在七方中首個交付ITER現(xiàn)場,進(jìn)度在七方中居前列，創(chuàng)多項(xiàng)第一。ITER組織兩任總干事評價稱，中國在采購包研發(fā)生產(chǎn)方面領(lǐng)先于各方。

 此外，我國憑借先進(jìn)的研發(fā)和質(zhì)量水準(zhǔn)，在國際競標(biāo)中獲得他方份額內(nèi)的部分關(guān)鍵系統(tǒng)和部件（如歐盟400噸的大型超導(dǎo)磁體）的轉(zhuǎn)包。同時，法國、德國、美國的聚變裝置在研制和升級過程中也數(shù)次尋求我國聚變工程關(guān)鍵技術(shù)的幫助，要求我國研制部件。我國已掌握核心核聚變工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)出口。

 通過承擔(dān)國家大科學(xué)工程項(xiàng)目和參加ITER計(jì)劃，我國自主發(fā)展關(guān)鍵聚變工程技術(shù)，在不斷創(chuàng)新中實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)中國創(chuàng)造，填補(bǔ)國際空白，形成了在低溫超導(dǎo)材料方面我國占國際市場份額60%、高溫超導(dǎo)電流引線100%完全由我國提供的局面，在工業(yè)界得到推廣應(yīng)用并促進(jìn)國內(nèi)高新技術(shù)企業(yè)蓬勃發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)材料、低溫材料、大功率電源器件等技術(shù)和部件從無到有，再到規(guī)模化生產(chǎn)，并向歐美西方發(fā)達(dá)國家出口的飛躍