国产最大尺寸超导磁体动态测试设施建成

记者从中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所获悉，为下一代“人造太阳”研制核心部件的大科学装置“聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)”日前取得新成果，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为“聚变工程堆中心螺管系统”完成首轮测试实验 。

▲超导磁体系统示意图

超导磁体可以实现无损耗的大电流传输，产生强磁场约束高温等离子体。中心螺管线圈要在交变磁场下运行，磁体制造难度大，稳定性和安全性要求较高，是核聚变装置超导磁体系统的核心部件之一。

项目组历经10年，攻克了大型聚变堆超导磁体设计、低阻超导接头、超低温磁体绝缘、失超保护、大型低温、高电流电源及快速磁场变化安全控制等多项关键科学技术问题 ，完成了大型超导磁体的研制工作。

为了检测并掌握大型超导磁体的性能，研究人员量身定制了大型超导磁体动态性能测试系统 。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。

据悉，本次实验最大测试电流达到稳态48千安，超过47千安的设计值。实验结果表明：“聚变工程堆中心螺管系统”达到总储能406.7兆焦、可用测试磁体内径1500毫米、最高场强12特斯拉、接头电阻0.1纳欧，全面达到设计指标 。

据介绍，该成果的实现让我国聚变工程堆建设迈出新的一步。该系统同时能为低温、材料、凝聚态物理、超导应用等其他领域提供一流的大型测试平台。