东大可控核聚变重大进展:582吨“D形巨兽”验收

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这里有几个硬核指标,笔者觉得值得跟各位看官好好说道说道。

第一,尺寸和重量的量级,这是质的区别。

582吨,单台。按照设计,未来会有16台环向场磁体围成一圈,组成主机磁体系统。这套D形部件,目前是国际上体积最大的聚变堆超导磁体。各位可以对比一下:国际热核聚变实验堆(ITER)的单台环向场磁体,大概是310吨到360吨级。合肥这台明显大了一截,储能更是达到ITER同类磁体的三倍。这不是为了大而大,而是给后续更大的等离子体半径和更强的磁场预留余量。东大这种搞法,透着一股“一步到位”的劲儿——直接跨过ITER的规格级别,为下一代自主聚变堆铺路。

第二,“满工况”三个字的分量。

很多实验室成果卡在“能跑,但不敢满负荷长跑”这个坎上。这次中心螺管线圈是把设计值全程跑通了的,承载电流达到60千安,磁场变化率达到5.1特斯拉每秒。中心螺管在托卡马克里面相当于什么?相当于打火钥匙——负责驱动等离子体电流,建立并维持放电。它稳不稳,直接决定未来装置能不能拉出宽幅的稳定运行窗口。这回不是实验室里“点亮一下”就收了,设计值、高电流、高磁场、快变化,全跑了一遍。这层意思,外行看是一张验收单,内行看的,是从“样机能跑”跨到“主机能用”的那道分界线。

第三,也是笔者最想说的,全链条攥回了自己手里。

超导材料、导体加工、低阻接头、低温系统、大电流电源、绝缘技术、精密制造、失超保护——这一长串环节,过去分散在少数几家手里。这回从材料到工艺到测试,关键环节走的是全链条国产化路线,累计申请了47项专利,制定了14项行业标准。项目团队花了6年时间攻关,整套磁体从上到下,从设计到最终下场测试,全部自主可控。用研究者的话说,最后做出来这套方案,各项性能指标已经不输甚至超越了国际同类产品。

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