ITER磁體饋線系統校正場線圈內饋線部件

4月11日晚，一批重約20噸的大科學裝置關鍵部件從合肥港出發，經由上海遠渡重洋運往法國馬賽，為全球最大“人造太陽”——ITER（國際熱核聚變實驗堆），補充關鍵“生命線”。

為“人造太陽”建“血管”

ITER，由中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方共同實施。該項目旨在模擬太陽發光發熱的核聚變過程，探索受控核聚變技術商業化可行性。

在這個被視為全球各國共同“種太陽”的國際大科學工程計劃中，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所（以下簡稱“等離子體所”）是中方任務的主要承擔單位之一，承接了超導導體、校正場線圈、磁體饋線等眾多采購包任務。

4月11日，在合肥交付送運的正是磁體饋線采購包中尺寸最大的部件——最后一套校正場線圈內饋線部件。

交付現場工作人員介紹，聚變堆磁體可以視作ITER的“大骨架”，而磁體饋線則相當于穿連其中的“血管”。磁體饋線系統為聚變堆磁體傳輸能量和冷卻介質、提供控制信號的反饋，在故障態下則作為磁體儲能的泄放通道，確保磁體能量的及時安全泄放，可以說是“人造太陽”的“生命線”。而本次交付的超大部件則可理解為通聯心臟的關鍵“血管”。

耗時6年攻克關鍵技術難題

作為磁體饋線系統中尺寸最大的部件，本次交付的校正場線圈內饋線共有9套，由直徑16米、高度3米的半環結構組成。這一整套部件的制造耗時近6年。

“饋線需要在零下269攝氏度的環境中工作，還要承受強電流和惡劣的電磁環境，設計研制挑戰較大，需要同步保障結構強度、電源性能等多方因素。”等離子體所高級工程師張清泉表示。

該內饋線作為饋線傳輸的最終段，直接與校正場線圈（補償磁體系統由于制造和裝配造成的磁場誤差）相連接。超導尺寸下的接口精度需控制在±2.5毫米范圍內，超導部件需滿足10千伏直流耐壓下絕緣電阻不小于500兆歐、5千伏局部放電測試中小于6納庫侖的嚴格要求，接頭盒電阻小于5納歐。

為攻克這些技術難題，項目團隊創新發展了針對大尺寸部件的全包絡高精度測量網絡、半疊包預浸漬帶絕緣工藝、純銦搭接的超導接頭盒等技術，其中關鍵部件超導接頭盒小于0.5納歐，領先業界同行。

“本套部件的成功交付為ITER現場磁體饋線的成功安裝提供了先決條件。從EAST的建設到ITER采購包的承接，我們積累、發展了超導技術、低溫技術，以及其他跟磁約束聚變相關的核心技術，為接下來建設中國自主的聚變堆奠定了基礎。”等離子體所副所長陸坤表示。

關鍵部件國產化率提升至100%

本次超大部件的竣工交付意味著ITER磁體饋線系統中所有超大部件的研制任務順利完成，整體饋線系統采購包任務完成度達85%。

整體饋線系統采購包是國內承接的工程復雜程度最高的采購包，共計31套，總重約1600噸。

自承接ITER磁體饋線系統采購包任務以來，項目團隊相繼攻克了68千安高溫超導電流引線、低溫超導接頭、低溫絕緣材料等技術，累計交付饋線系統大部件上百套，總重超1400噸，關鍵部件國產化率從31%提升至100%，彰顯了中國聚變工程實力，實現了從技術追趕到國際引領的跨越。

依靠自主研發，等離子體所掌握了系列聚變工程關鍵技術，交付進度和產品質量在ITER七方中居前列，創造多項第一。

·合肥日報-合新聞記者 張玉蓮 文 張正朋 攝·