據央視新聞報道,被稱為「人造太陽」的核融合計劃取得重大進展,兩款自主研發的核融合堆超導磁體,完成技術驗收和滿工況參數測試,其中高溫超導中心螺管線圈是聚變實驗裝置的關鍵部分,將於2027年底建成。但核融合有個著名的「永遠50年」魔咒,指長期處於「即將突破但未商用」的狀態,不過,中國科學院合肥物質院認為,已看到曙光,預估2030年將示範發出第一度電。
被稱為「人造太陽」的核融合計劃取得重大進展。
核融合被寫入國家「十五五」規劃綱要,是未來產業重點方向,其基本原理與太陽的能量來源相同,故被稱為「人造太陽」 。
核融合的基本原理與太陽的能量來源相同,故被稱為「人造太陽」。
近年,中國的「人造太陽」一直在加速刷新時間表。2025年1月,全超導託卡馬克實驗裝置「東方超環」實現1億攝氏度等離子體穩態運行1066秒,刷新世界紀錄。而這次超導磁體的突破,則補齊了核融合工程化鏈條上最難造的那塊零件。
中國科學院合肥物質科學研究院6月27日公布「人造太陽」計畫取得最新進展,「環向場超導磁體」、「高溫超導中心螺管線圈」等兩套聚變堆關鍵超導磁鐵先後完成研製驗收與滿參數測試,核心技術實現100%國產化。
「環向場磁鐵」是目前全球上體積最大的聚變堆超導磁體。
所謂「環向場磁鐵」,是目前全球上體積最大的聚變堆超導磁體。磁鐵長21米、寬12米、高3.3米,總重量達582噸,體積是國際熱核融合堆ITER TF磁鐵的1.3倍,儲能是其3倍。
「環向場磁鐵」是聚變堆最重要部件之一,整套磁鐵全鏈條實現100%國產化,線圈從超導材料、結構設計到成套製備製程均實現完全國產化,而各項性能指標領先國際同類產品。
整套磁鐵全鏈條實現100%國產化。
在聚變裝置運作過程中,超導磁鐵產生強磁場束縛上億度高溫等離子體,其中「環向場磁鐵」負責建造環向磁場,借助洛倫茲力牢牢約束等離子體,減少高能量粒子對真空室器壁的衝擊損耗。超導磁體須在極低溫、大電流、強輻射、高應力等極端條件下,穩定可靠運轉60年。
「環向場磁鐵」運轉電流98千安,總儲能120吉焦,16個「環向場磁鐵」在裝置等離子體中心產生6.5特斯拉磁場,磁鐵最高磁場14.5特斯拉。
「環向場磁鐵」運轉電流98千安,總儲能120吉焦。
同期,高溫超導中心螺管線圈完成滿工況參數測試。實測數據顯示,線圈穩定載流60千安,儲能6.03兆焦,最大磁場變化率每秒5.1特斯拉,接頭電阻0.87納歐。
「高溫超導中心螺管線圈」的核心作用是感應、驅動等離子體電流。
「高溫超導中心螺管線圈」的核心作用是感應、驅動等離子體電流,並動態調節等離子體約束形態,從超導材料、結構設計到成套製備過程亦已完全國產化。
此線圈額定運轉電流46.5千安,6組線圈最高運轉磁場19特斯拉,磁場變化率不低於1.5特斯拉/秒,接頭電阻小於2納歐,極端工況適配難度、開發技術門檻高。針對嚴苛的技術難度及裝置極端運作條件需求,專案團隊創新採用應力分散強力支撐結構與高低溫混合磁鐵設計方案,圍繞核心材料、結構設計、製備製程、測試驗證進行全鏈條技術攻關。先後攻克聚變堆高穩定性磁體設計、大電流高溫超導導體研製、大截面導體小半徑彎繞成型、超低阻超導接頭製備、高強低溫絕緣適配、高溫超導磁鐵失超保護等十餘項關鍵技術難題,成功完成首個聚變堆磁體製備和滿參數測試。
中國科學院合肥物質院等離子所研究員秦經剛表示,核聚變肯定是可以實現,預估2030年示範發第一度電。
不過,核融合有個著名的「永遠50年」魔咒,指長期處於「即將突破但未商用」的狀態。
據觀察者網報道,中國科學院合肥物質院等離子所研究員秦經剛表示,「每次去做報告,別人就說你們老是50年,到底啥時候能實現?50年再50年,也確實說核聚變確實很難。但經過這麼多年發展,我們已看到曙光,所以想按照現在既定目標,能夠在2030年首先發出第一度電。」他相信,肯定不用再等50年,未來叫示範堆,甚至再到商業堆,還要一步一步來。」
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