全球最大聚变超导磁体通过测试

全球最大的核聚变反应堆超导磁体已通过最终测试，这是中国CRAFT（聚变技术综合研究设施）项目的一部分，攻克了核聚变领域最艰巨的工程挑战之一。

该组件由两个线圈组成：一个作为磁笼的环向场磁体，以及一个作为点火器的中心螺线管。中国科学院等离子体物理研究所（ASIPP）的研究人员取得的这一成果，扫清了约束等离子体道路上的一个重大工程障碍。

这个被称为CRAFT环向场线圈的磁笼是反应堆的核心部件。它利用强磁场防止容器在内部等离子体达到数亿度时熔化。

磁场就像一条无形的轨道，引导带电粒子沿规定路径运动，使其安全地远离容器壁，防止高能碰撞造成的侵蚀和结构损坏。

该环向场磁体长21米、宽12米、高3.3米，重582吨。其体积是位于法国南部的国际热核聚变实验堆（ITER）同类磁体的1.3倍，储能能力是其三倍。

ASIPP研究员吴宇告诉央视：“最终将组装16个这样的线圈以形成完整的磁场，每个线圈承载100千安培电流，并在中心产生6.5特斯拉的磁场。”研究所所长宋云涛表示，该线圈历时六年完成，是世界上同类产品中储能容量最高的。其特种钢材、绝缘材料和超导线材全部在中国制造。

同时测试的点火器是一个高温超导中心螺线管线圈。其主要作用是感应和驱动等离子体电流，并动态调整等离子体约束位形。ASIPP副所长秦经刚表示：“中心螺线管磁体在反应堆所有磁体中运行条件最为复杂，其性能直接决定聚变装置能否成功点火并稳定维持。”

他补充说，虽然该线圈的额定设计电流为46.5千安培，但它通过了60千安培的测试。这是自2006年运行至今的中国先进超导托卡马克实验装置（EAST）容量的六倍。

中国走向超导托卡马克的道路始于20世纪70年代末，当时苏联建造了世界上第一个此类装置T-7。俄罗斯将T-7赠予中国，并于1994年将其改造为HT-7。随后在2006年，中国建成了世界上首个全超导托卡马克EAST。

CRAFT大科学工程项目位于安徽省合肥市，坐落在一个庞大的专业研究园区内。合肥还拥有EAST和燃烧等离子体实验超导托卡马克（BEST），以及计划中的中国聚变工程试验堆（CFETR）。BEST计划于2027年前完成组装，以演示实际的净能量“燃烧等离子体”。CFETR的工程设计于2020年全面完成。全面建造预计于本世纪20年代末开始，目标是在2035年前向电网输送第一度电。

EAST和BEST位于科学岛（蜀山区），这是蜀山湖上一个由合肥物质科学研究院管理的专业研究半岛。虽然CRAFT设施在概念上是该生态系统的一部分，但其40公顷的巨大占地面积对岛屿本身来说过于庞大。它位于车程不远的合肥“未来大科学城”片区，以适应其重工业规模。

EAST是一个学术试验平台，致力于解决关于等离子体行为的纯物理问题。CRAFT不发电，但它是中国数十年聚变路线图中至关重要的技术桥梁。通过验证部件在实际应力下的性能，CRAFT直接为BEST和未来CFETR的工程设计提供支撑，后者是工程示范设施。

CRAFT开发的技术充当了BEST（燃烧等离子体实验超导托卡马克）反应堆的工业蓝图和制造基础。BEST目前正在合肥进入最终组装阶段，目标是在2027年完工，它是中国的中间“桥梁”反应堆。它将项目从EAST反应堆的基础等离子体物理研究，过渡到一台专门为实现5倍净能量增益（产生的能量是消耗能量的五倍）而建造的装置。

与早期仅使用外部电源研究等离子体行为的试验反应堆不同，BEST旨在研究“燃烧等离子体”，即聚变反应本身提供了维持反应持续进行所需的大部分热量。

BEST是一台重型、致密的装置，需要数以万计的部件以近乎零误差的精度组装在一起。CRAFT的远程操作测试平台和重型机器人工程系统，正是使BEST的机械组装能够提前于计划进行的关键。CRAFT所掌握的重型聚变机器人技术，提供了建造这台6000吨级装置所需的毫米级安装精度，并最终将在装置运行后处理放射性堆芯内部的维护工作。

在中国其他地方，中国聚变能源有限公司的聚变技术研发中心二期工程已在四川省成都市天府创新城开工建设。中国聚变能源有限公司成立于2025年7月，是中国核工业集团公司（CNNC）的子公司。为创建一个完全运营的企业实体，中核集团重组了现有的二级子公司，将其更名为中国聚变能源有限公司。七家领先的国有核能和能源企业立即通过数十亿元人民币的初始注资支持该平台。

天府中心将专注于聚变反应堆材料研发、关键子系统测试验证以及关键部件开发。首要任务是解决热核反应堆中的技术难题。总规划面积约500英亩，将分期建设。一期工程于2026年5月建成投用，重点解决聚变反应堆结构材料的辐照损伤问题。计划建造一个用于辐照热核反应堆材料的综合设施，旨在为关键材料的性能评估和工程应用提供关键支持。

合肥和成都的发展是同一国家路线图的两个分支。这些项目彼此关联，是连续的步骤。合肥枢纽（拥有EAST、CRAFT和BEST）是学术和工程的发源地。中国聚变能源有限公司的成立，正是为了将合肥验证的突破性技术，转化为接入国家电网的实际商业电站。

虽然中国聚变能源有限公司的企业总部和数字化研发正在上海和成都等地扩展，但其物理技术是深度交织的。例如，四川重装聚变是中国聚变能源有限公司的直接资本股东。这意味着四川的重型工业制造工厂将批量生产最初在合肥CRAFT设施进行概念设计和测试的、重达400吨的杜瓦底座、低温恒温器和真空室。

在合肥，BEST计划于2027年前完成组装，以演示实际的净能量“燃烧等离子体”。天府聚变技术研究中心的扩建，则为工业供应链、商业融资和系统设计做好准备，以便在BEST证明净能量生产的那一刻，中核集团能够立即开始建造全尺寸的示范反应堆（CFETR），在2030年代向电网输送电力。简而言之：合肥发明并测试核心技术，而新的成都设施正在建设以工厂化规模复制该技术所需的企业和工业基础设施。

在合肥的EAST和BEST反应堆测试重型工程硬件的同时，中核集团在成都运行着其自己的下一代聚变研究平台——环流三号（HL-3）。它位于中核集团直属的核工业西南物理研究院内。虽然HL-3和EAST都是高水平的托卡马克，但它们由不同实体建造，专注于完全不同的技术挑战。

EAST旨在证明反应堆能够长时间完全稳定地维持磁场，而不会导致等离子体破裂或容器熔化。HL-3旨在重现触发真正聚变所需的绝对峰值条件，产生最大的等离子体电流，并将堆芯温度推高至超过1.5亿摄氏度。

EAST建造较早，在其早期生命周期中使用了进口或国际合作开发的诊断设备。HL-3是中国首个完全自主研制的下一代托卡马克。它配备了高度专业化的诊断技术，有助于完善中核集团将批量生产的部件。EAST是一个学术试验平台，致力于解决关于等离子体行为的纯物理问题。HL-3是运行中的商业电站的直接前身。它正在测试奇特先进的磁场和新的偏滤器位形，专门用于研究在接入实际电网时如何有效排出多余热量。

中国聚变能源有限公司的成立，旨在作为统一的“国家队”，推动将实验室物理转化为并网电力所需的商业化、总体系统设计和数字化研发。

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