ITER启动全球最大超导磁体测试平台,首枚线圈成功冷却至4开尔文
2026-06-02 17:51
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维度网讯,国际热核聚变实验堆(ITER)组织宣布,其磁体低温测试设施(Magnet Cold Test Facility)在成功将首枚磁体线圈冷却至4开尔文(零下269摄氏度)后,正式投入运行。

ITER的磁体低温测试计划于2023年启动,是ITER装置组装与调试修订方案的一部分。该设施位于法国卡达拉舍的一栋建筑内,该建筑此前曾用于欧洲机构生产四枚最大的ITER极向场线圈,设施充分利用了原有建筑的规模、起重设备以及与低温装置的邻近优势。该测试平台将使ITER能够在单枚超导磁体安装到托卡马克之前,在其工作温度4开尔文下进行测试,直至满电流运行。

ITER磁体系统由环向场线圈、极向场线圈、校正线圈和中心螺线管组成。首枚接受测试的是重达330吨的ITER环向场线圈,采用铌锡超导材料绕制。后续将测试来自不同供应商的其他环向场线圈,以及一枚环形极向场线圈——ITER最小的线圈PF1。首枚线圈在测试设施800立方米的低温恒温器中,经过12天冷却至4开尔文。这一成果于5月21日对外宣布,在场出席ITER理事会管理咨询委员会会议的委员与技术团队一起在ITER控制中心举行了小型庆祝仪式。ITER组织表示,导体现已进入超导状态,预计高电流测试将在近期启动,每枚线圈的单次测试周期预计为四至六个月。

ITER组织表示:虽然没有任何外部测试能够完全复现ITER托卡马克内部的工作条件,但磁体低温测试设施的试验将为磁体行为、低温性能、电气接口、仪表系统以及连接线圈内超导导体层的关键接头提供重要数据,同时强化ITER的风险缓解措施和运行准备。

测试的主要目标包括:在不同温度下验证高压对地绝缘性能、展示失超检测能力、验证线圈在额定电流下的性能(环向场线圈68千安、PF1线圈48千安),同时测试仪表链路、控制逻辑系统和磁体关键保护功能。中心螺线管模块在出厂前已完成低温测试。

ITER总干事彼得罗·巴拉巴斯基表示:ITER作为史无前例的项目,既需要创新也需要纪律。通过改造现有基础设施、利用我们的低温装置能力并动员多学科团队,我们创建了一种在综合调试开始前降低风险的实用方法。这对ITER至关重要,同时也是ITER如何支持更广泛聚变生态系统的范例——通过创造可供他人使用的知识、基础设施和运行经验。

在完成多枚ITER磁体线圈的测试后,该低温测试设施将根据ITER组织的知识共享和私营聚变领域合作倡议,提供给其他聚变研究相关方使用。

ITER是一个大型国际托卡马克型聚变装置项目,旨在证明聚变能作为大规模无碳能源的可行性。ITER的目标是在50兆瓦等离子体加热输入功率下,实现500兆瓦聚变功率(持续至少400秒)。运行过程中可能需要额外约300兆瓦电力输入,ITER本身不发电。35个国家合作建设ITER,欧盟承担近一半建设费用,其余六方(中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国)均摊剩余部分。项目于2010年开工建设,最初目标2018年获得首次等离子体,后由ITER理事会推迟至2025年。2024年6月,ITER公布了更新后的项目计划,目标是“在科学和技术上稳健的初始运行阶段,包括2035年实现氘氘聚变反应,随后在全磁能和等离子体电流下运行”。

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