Demo4完成聚变磁体测试

Tokamak Energy已完成对其聚变磁体系统Demo4为期14个月的试验，验证了该公司设计、制造、集成和运行完整高温超导（HTS）系统的能力。

Demo4在单个完全集成的装置中综合展示了磁场强度和角度、电流密度、运行温度及机械载荷，验证了磁体以及运行一套相互作用的平衡磁体组所需的低温系统、励磁系统、仪表和控制系统。

该系统由44个按球形托卡马克构型布置的HTS线圈组成，包括14个环向场（TF）支臂，每个支臂由两个部分绝缘的HTS线圈构成；以及两个极向场（PF）线圈，每个线圈由八个完全绝缘的HTS线圈构成。系统采用最高工作压力为20 bar的加压氦冷却系统进行冷却，并通过600多个传感器监测电压、磁场、温度和应力，以追踪其运行状态。

Demo4实现了13.7 Tesla的峰值磁场，环向场线圈运行电流达到5,600 Amps，并在从77 Kelvin降至17 K的宽广运行范围内进行循环运行，同时承受了150 MPa的横向机械应力——接近大气压力的1,500倍。

该磁体系统在不同励磁状态下运行了约1万小时，其中包括长时间高磁场运行。试验还包括在最高12.5 T和高电流条件下进行多次强制放电，旨在对系统在故障条件下的承受能力进行压力测试。

Tokamak Energy旗下HTS业务部门TE Magnetics负责人Liam Brennan表示：“HTS磁体设计是决定聚变电站性能和经济性的关键。Demo4证明，我们的集成磁体系统能够在严苛的聚变相关构型下运行。”

此次试验获得的经验目前正应用于该公司与UK Fusion Energy开展的工作，以支持STEP Fusion HTS磁体系统的开发。此次试验也正在影响Tokamak Energy下一代HTS磁体系统的设计，包括改进制造和接合方法、完善仪表系统，以及加深对运行裕度的理解。