2025年开年之际,我国大科学装置建设在不断推进。在合肥科学岛,国际唯一的超导托卡马克大科学装置集群,正在加快推动聚变能源的开发和应用。科研人员借助最新建成的大型超导磁体动态性能测试系统正在开展相关实验,为中国未来聚变工程堆,也就是“人造太阳”核心部件的研制奠定基础。
核聚变能以其资源丰富、安全高效、清洁低碳等优势,被认为是人类最为理想的清洁能源,“人造太阳”就是模拟来自太阳内部的核聚变反应原理,在地球上建造能够实现可控的聚变反应装置,开发利用人类理想的终极能源。
在安徽合肥科学岛,科研人员正在加快推动聚变能源的开发和应用。不久前,这里刚刚建成了国际尺寸最大、实验条件最完善的大型超导磁体动态性能测试系统,并且实现了材料、设备、系统100%国产化。
中国科学院合肥物质院等离子体所研究员秦经刚介绍:“超导磁体动态测试系统,是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的一个非常重要的系统。我们已经完成了第一轮的实验,接下来我们马上要进行多轮实验,开启更高指标、更高磁场变化率的测试。”
据介绍,超导磁体是“人造太阳”最为核心的部件,科研团队历经10年攻克了多项关键技术问题,完成了大型超导磁体的研制。为了检测并掌握大型超导磁体的性能,还需要这样一个动态性能测试系统。该系统由一个直径6.5米、高9.2米的大型真空容器以及极低温、大电流电源等系统组成,能够开展超导磁体的强电磁场、高压快速变化、系统可靠性等实验,获得充分的运行工况实验数据。首轮实验最大测试电流达到稳态48千安,全面达到设计指标。
秦经刚表示:“未来我们这个系统载流能力要超过50千安以上,磁场变化率要达到1.5T每秒。其次,我们要首次开展这种大电流、多线圈、高磁场动态条件下的性能参数的表征,因为这些参数,目前国际上也没有参考,我们需要掌握第一手资料。”
据了解,除了超导磁体系统外,中国“聚变堆主机关键系统综合研究设施”的其他18项子系统的研制也基本完成,正在开展整体集成及调试,预计今年底全面建成,将为中国未来聚变工程堆更多核心部件的研制提供工程技术基础和极端实验条件。
(责任编辑：君君)