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【全球最大核聚变炉线圈通电试验取得成功,向ITER装置启动运行迈进一步。】8月2

【全球最大核聚变炉线圈通电试验取得成功,向ITER装置启动运行迈进一步。】8月27日,综合多家外媒报道——本月25日,量子科学技术研究开发机构(QST)与东芝发布消息称:双方联合制造的全球最大级超导环向磁场线圈(TF线圈),在ITER建设现场模拟实际运行环境的‑269℃极低温条件下,顺利完成通电试验,成为TF线圈的首次工程验证实例。TF线圈是产生强磁场、约束等离子体的核心关键设备之一。ITER 是由欧盟、美国、中国、俄罗斯、日本、韩国、印度多方开展的国际合作项目,目标是通过建造、运行核聚变实验堆,验证聚变能源在科学与工程层面的可行性。目前在法国南部圣保罗·迪朗斯的施工现场,为装置投运开展的主设备组装工作稳步推进,由各参与国分工承担的ITER设备制造也进展顺利。
TF线圈的可靠性得到验证之所以重要,是因为为保障ITER顺利启动,将供电设备、冷却装置与TF 线圈联动开展试验,对提升整套系统的可靠性有着重大意义。本次试验在ITER国际聚变能组织(ITER机构)协同下,把TF线圈从室温冷却至极低温,不仅证实线圈成功进入超导状态,还首次在超导工况下实现最高1万安培大电流的稳定通电。试验确认:采用对形变十分敏感的铌·锡超导导体来制造大型线圈的工艺路线切实可行。同时获取接头电阻发热量、极低温下冷却介质流动特性等保障低温稳定运行的关键参数,全部数值均符合设计预期区间。整个冷却降温、万安培通电全过程没有发生冷却介质泄漏等故障,充分证明TF线圈整体状态完好可靠。本次试验中,QST派出的TF线圈技术人员,依托线圈制造阶段积累的技术经验,和ITER机构开展合作,主导制定试验方案,为本项试验落地作出重要贡献。
点评几句:试验成功证明日本在聚变能源研发领域掌握世界顶尖的大型超导线圈基础技术,试验服务于ITER超导线圈系统的集成调试工作,有助于固化操作流程、开展操作人员培训、提前排查潜在问题、降低项目运行风险。还有三点启示:一是技术层面实现突破。本次不仅达成超导稳态通1万A电流,接头发热、冷媒流动全部符合设计,且无泄漏,代表这套大型超导磁体的制造工艺、接头工艺、低温适配都通过了实机考验。 二是推动ITER项目启动化。ITER是七方国际大科学工程,设备由各国分工制造,日本承担TF线圈的部分制造任务。本次试验地点在法国ITER工地,是部件交付后的现场集成试验,非日本国内实验室测试,更贴近未来真实运行工况,价值很高。三是加快项目国际合作。ITER是多国共建项目,本次成果是多方协作的结果。日本在大型超导磁体积累深厚,但磁体只是整个聚变系统其中一环,等离子体控制、氚工艺、第一壁材料、热移除等各个环节同样决定项目成败,需要各参与方持续配合推进。尽管如此,这次试验成功堪称ITER项目的重要里程碑,解决了核心磁体设备的实机可靠性问题,给后续整机调试奠定安全基础,但核聚变商业化依属长线科研,不能把部件试验成功等同于核聚变发电已经实现。