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我国胜利研制ITER首个年夜型超导磁体线圈

2019-09-23

  光亮日报合肥9月21日电(记者常河)一个形状酷似中国现代跟氏璧、总重相称于两架波音747飞机的宏大线圈悄悄停放在安徽省合肥熔安能源公司的车间内。未几之后,这个由中国迷信院合肥物资迷信研讨院等离子体物理研讨所承当研制的国际热核聚变试验堆ITER打算首个年夜型超导磁体线圈——极向场6号线圈(PF6线圈)就将经由过程巢湖,经平静洋、印度洋、地中海,到达法国ITER现场。这象征着我国胜利研制的ITER首个年夜型超导磁体线圈完工交付。

  由欧盟、美、日、俄、中、韩、印七方独特承当的国际热核聚变试验堆ITER打算是当当代界最年夜的多边国际科技配合名目之一,是实现将来贸易用聚变能的要害一步。作为ITER中国任务组的主要单元之一,等离子体所承当了导体、校订场线圈、超导馈线、电源、诊断等洽购包,占中国承当ITER洽购包义务的近80%。

  由合肥等离子体物理研讨所研制的极向场6号超导线圈,又称“PF6线圈”,位于ITER试验堆超导磁体的底部,由9个绕制成双饼构造的线圈本体(铌钛超导导体)以及一系列支持附件构成,总重高达400吨,相称于两架波音747飞机的分量。该线圈绕制所采取的NbTi(铌钛)超导导体长约13.5公里,绕制实现的线圈主体外径约11.2米,呈饼式构造,形状酷似中国现代的跟氏璧。PF6线圈是国际上研制胜利的分量最年夜、难度最年夜的超导磁体,储能是EAST安装最年夜极向场磁体的60倍。

  PF6线圈除具有同类线圈重要功效外,还存在保障极向场磁场位形、供给等离子体单零偏滤位型的主要功效,是全部ITER所用磁体中安装极向场超导线圈中制作技巧难度年夜、单体本身分量最重、匝数最多最年夜、必需首个装置到位的超主要年夜型线圈年夜部件。因而,是否胜利研制PF6线圈并准期实现现场装置,确保畸形运转,将决议能否可能“点亮”等离子体并保持等离子体的稳态“焚烧”,直接决议ITER打算以及2025年ITER试验堆第一次等离子体放电这一严重工程节点的成败。

  为美满实现PF6线圈出产制作义务,等离子体所PF6名目团队接踵霸占线圈高精度双饼双线并绕、年夜尺寸高刚性导体准确冷成型、庞杂空间位形氦收支管主动焊接、低消耗超导讨论制作与高温电测试、超年夜截面线圈绝缘双饼真空压力浸渍处置及其加热固化等诸多中心工艺困难。特殊是为了满意超导线圈绝缘体耐高温(零下269℃)、抗辐射、耐高压(3万伏)以及高力学机能需要,线圈绕组在经由绝缘真空压力浸渍工艺处置后,应保障其内无任何可见杂质、气泡跟裂纹等缺点。对直径超越10米、重400吨的超等线圈来说,这种“零缺点”请求,是对数以吨计的树脂注入、脱汽跟固化工艺以及线圈形状尺寸精细把持提出的极年夜挑衅。

  经由过程两年多的坚强拼搏,PF6团队顺遂实现9个双饼跟1个试验双饼的绝缘浇注任务,胜利控制了该项中心技巧,完善实现“零缺点”的既定技巧目的。6年的线圈研制进程中,PF6线圈全部要害制作工艺及部件全体一次性经由过程ITER国际组认证,双饼制作及格率达100%,超导讨论机能明显优于ITER技巧请求。PF6线圈的胜利制作不只攻破了兴旺国度在这一范畴的技巧壁垒,出产装备实现了天下产化,同时还开展跟完美了超导磁体系造的尺度跟相干标准,先后孕育出十余项专项尺度,为我国将来聚变堆尺度建立供给了有利参考。

  据悉,PF6名目不只实现了中欧配合两边技巧跟治理方面的职员高度融会,精诚配合,树立起彼此信赖、彼此支撑的国际配合精良气氛,也胜利推进了咱们的国产技巧、产物品质跟治理教训走出国门,动员起中欧两边供给商层面的更多互动跟合作,增进了其余国产技巧或设备的输出。PF6线圈名目的美满实现,为中欧两边独特推动ITER名目建立与配合积聚了可贵教训,也为以后进一步拓展中欧核聚变动力范畴配合的深度跟广度供给了胜利典范。

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