我國成功研制ITER超導磁體系統首個部件

2017/8/7 9:27:11

7月26日上午，由中國科學院等離子體物理研究所承擔研制的ITER計劃首個超導磁體系統部件——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領域真正實現了全球領跑。

 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項目——國際熱核聚變實驗堆ITER計劃是實現未來商業用聚變能的關鍵一步。而磁體饋線系統是ITER部件中最為復雜的系統之一，包含31套不同的饋線，單套長度30-50米，總重超過1600噸，共計6萬余個部件。

 磁體饋線系統作為ITER超導磁體系統供電、冷卻和提供診斷信號的關鍵集成通道，被稱為ITER主機的生命線。項目承擔單位攻克了眾多技術難點，在高溫超導電流引線、超導接頭、低溫絕熱、低溫高壓絕緣等核心技術方面取得了諸多國際領先成果。

 等離子體物理研究所研發的萬安級高溫超導電流引線，集高載流能力、低冷量消耗和長失冷安全時間三方面優勢于一體，替代了日本等發達國家提出的原ITER銅電流引線設計，大大降低了ITER的運行成本和低溫系統的建造投入。研發的68kA級高溫超導電流引線更是創造了在85kA下運行1小時，90kA下運行4分鐘的世界紀錄。研發的盒式高載流低損耗超導接頭，接頭電阻達到0.2納歐級的世界領先水平，保障了ITER裝置主機的安全運行。

 等離子體物理研究所繼自主建成世界上首個全超導托卡馬克核聚變實驗裝置東方超環EAST之后，在ITER超導磁體饋線系統、ITER大型電源等項目上均提出了最優方案，并被國際組織采納，不僅消除了ITER未來運行風險，也展示了我國在該領域世界領先的技術水平。我國承擔的ITER任務實現了100%國產化，并以優異的性能指標通過國際評估，產品質量完全滿足ITER要求，在七方中首個交付ITER現場,進度在七方中居前列，創多項第一。ITER組織兩任總干事評價稱，中國在采購包研發生產方面領先于各方。

 此外，我國憑借先進的研發和質量水準，在國際競標中獲得他方份額內的部分關鍵系統和部件（如歐盟400噸的大型超導磁體）的轉包。同時，法國、德國、美國的聚變裝置在研制和升級過程中也數次尋求我國聚變工程關鍵技術的幫助，要求我國研制部件。我國已掌握核心核聚變工程技術，實現了關鍵技術出口。

 通過承擔國家大科學工程項目和參加ITER計劃，我國自主發展關鍵聚變工程技術，在不斷創新中實現多項中國創造，填補國際空白，形成了在低溫超導材料方面我國占國際市場份額60%、高溫超導電流引線100%完全由我國提供的局面，在工業界得到推廣應用并促進國內高新技術企業蓬勃發展，實現了超導材料、低溫材料、大功率電源器件等技術和部件從無到有，再到規模化生產，并向歐美西方發達國家出口的飛躍