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中国成为核聚变工程技术领域领跑者——ITER大型超导磁体系统首个部件研制成功

2017-08-04 11:46:40  来源:互联网  核聚变  ITER  中国   

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核聚变能有着清洁、安全、环保的特点,并且原料极为丰富,一直被认为是人类未来最有希望的能源之一。关于核聚变的研究人类在不断的探索,国际热核聚变实验堆ITER计划,是目前世界最大的国际合作组织,它是由中国、俄罗斯、欧盟、韩国、印度、美国、日本七大经济体共同参与大国际大科学项目。

ITER是实现未来商业用聚变能的关键一步。日前,由中国科学院合肥研究院等离子体所承担研制的ITER大型超导磁体系统首个部件研制成功。

ITER部件中最为复杂的系统之一,便有磁体馈线系统,磁体馈线系统包含31套不同的馈线,单套长度30米至50米,总重超过1600吨,共计6万余个部件。

磁体馈线系统被称为ITER主机的生命线,它是ITER超导磁体系统供电、冷却和提供诊断信号的关键集成通道。为此,项目承担单位攻坚克难,突破众多技术难点,在高温超导电流引线、超导接头、低温绝热等核心技术方面,取得了诸多国际领先成果。

我国自主研发的万安级高温超导电流引线,集高载流能力、低冷量消耗和长失冷安全时间三方面优势于一体,替代了日本等发达国家提出的原ITER铜电流引线设计,大大降低了ITER的运行成本和低温系统的建造投入;研发的68kA级高温超导电流引线更是创造了在85kA下运行1小时,90kA下运行4分钟的世界纪录;研发的盒式高载流低损耗超导接头,接头电阻达到0.2纳欧级的世界领先水平,极大保障了ITER装置主机的安全运行……

我国自从2006年正式参加ITER计划开始,便用10%的投入得到100%的知识产权,力争在最短时间内全面吸收消化美国、俄罗斯等国家数十年的研究成果。全面实现了引进、吸收、再创新,取其精华,去其糟粕,更好的完善了ITER超导磁体系统。等离子体物理研究所,继自主建成世界上首个全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环EAST之后,在ITER超导磁体馈线系统、ITER大型电源等项目上均提出了最优方案均并被国际组织采纳,实现中国创造。

这不仅消除了ITER未来运行风险,也展示了我国世界领先的先进科学技术水平。成为世界领跑者。此外,我国承担的ITER任务100%国产化并以优异性能指标通过国际评估,产品质量100%满足ITER要求,进度在七方参与国家和地区中居前列,创造多项第一。

“中国在采购包研发生产方面领先于各方”这是ITER组织两任总干事给予的评价。此外,我方凭借先进的研发和质量水准,使得他方份额内的有些关键系统和部件,通过国际竞标不得不转包给我方来完成。同时,美、德、法三国的聚变装置在研制和升级过程中,也数次寻求我国聚变工程关键技术的帮助和支持,要求我方研制部件。

通过承担国家大科学工程项目和参加ITER计划,我国自主发展关键聚变工程技术,也在不断创新中,最终实现了多项中国创造,填补国际上的空白。目前,在低温超导材料方面,我国占据国际市场份额的60%;在高温超导电流引线方面,我国的市场占有率达100%。

我国可控核聚变研究始于上世纪60年代初,在国家创新驱动发展战略和建设世界科技强国总目标的引领下,经过多年努力,实现了超导材料、低温材料、大功率电源器件等技术和部件从无到有、从有到精,最终达到到规模化生产,并向欧美西方发达国家出口的飞跃,如今真正全球领跑,成为核聚变工程技术领域真正的领跑者

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