星环聚能与能量奇点各自取得突破。星环聚能全尺寸环向场磁体完成励磁测试,工程电流密度超40A/mm;能量奇点无液氦高温超导磁体中心磁场达26.7T,实现无液氦运行及快速励磁,两款磁体均采用上海超导REBCO带材。
近期,可控核聚变领域迎来多项技术进展。其中,星环聚能自主研发的全尺寸环向场磁体在20K低温环境下顺利完成励磁测试,电流成功达到4.5kA。该磁体是全球首个专门为球形托卡马克聚变堆设计、并采用全尺寸高温超导技术打造的环向场磁体。测试数据显示,含线圈盒的工程电流密度超过40A/mm,绕组本身的电流密度高达375A/mm。经过多轮反复测试,性能表现均保持稳定。

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星环聚能全尺寸环向场磁体测试现场
该磁体绕制所用的全部REBCO高温超导带材由上海超导供应。在复杂工况下反复取得稳定表现,验证了上海超导带材的质量可靠性,从材料端为聚变堆级别磁体的工程化落地提供了支撑。
与此同时,另一家同样使用上海超导带材的企业——能量奇点,也取得了重要进展。其自主研制的无液氦高温超导绝缘磁体完成三轮通流实验,中心磁场分别达到20T、23.1T和26.7T。该磁体最初设计目标为中心磁场25T。第三轮测试中,在25.5T稳定运行的基础上,继续提升励磁电流,将中心磁场推至26.7T。此时绕组工程电流密度超过570A/mm,绕组内部最高磁场突破27.5T。

能量奇点磁体照片
该磁体的价值不仅在于磁场数值的提升。相比已有高温超导磁体,它实现了两项实质性创新。
一是无液氦运行。整套系统仅使用一台GM制冷机,通过纯导冷方式提供全部冷量,完全摆脱对液氦的依赖。这显著简化了磁体运行的辅助系统,同时大幅降低运行成本。
二是在极高磁场条件下攻克了导体绝缘工艺。通过创造性采用新型绝缘结构,相比无绝缘磁体,励磁速度显著提升。具体数据显示,磁体从零励磁到20T仅需16分钟。这大幅缩短了用户等待时间,提升了磁体使用效率。
将绝缘结构与无液氦运行同时应用于20T以上的高温超导磁体,在全球范围内尚属首次。
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