核聚变能作为未来能源的重要方向，已被正式纳入国家“十五五”规划纲要。这一技术因模拟太阳能量产生机制，被形象地称为“人造太阳”。近日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来突破性进展——我国自主研制的两款核聚变堆关键超导磁体完成重要技术节点，其中全球最大核聚变堆超导磁体通过验收，另一核心部件实现满工况参数测试。
此次通过验收的聚变堆环向场超导磁体形似字母“D”，总重达582吨，长21米、宽12米、高3.3米。其体积为国际热核聚变实验堆（ITER）同型号磁体的1.3倍，储能更是达到3倍，成为当前全球尺寸最大的核聚变堆超导磁体。该磁体由我国科研团队历时六年攻关，从方案设计到性能测试全流程自主完成，实现了磁体全链条关键技术与部件的国产化突破。未来，16块同款磁体将共同构建完整的环向磁场，产生6.5特斯拉的强磁场以约束等离子体。
“这一磁体的功能是确保等离子体在真空室内稳定运行，避免与器壁接触。”中国科学院合肥物质院等离子体所研究员武玉解释，“磁场强度直接关联等离子体所需的温度和密度，16个线圈组成的环状结构是维持聚变反应的关键。”据介绍，该磁体采用国产特种不锈钢、绝缘材料和超导材料，综合性能指标位居国际同类装置前列。
与此同时，位于合肥未来大科学城的紧凑型聚变能实验装置也取得重要进展。其核心部件——高温超导中心螺管线圈磁体完成满工况参数测试，稳定载流达60千安，储能6.03兆焦，核心性能达到国际领先水平。该磁体从超导材料到制备工艺均实现国产化，打破了国外技术垄断。“中心螺管磁体的运行工况最为复杂，其性能直接决定聚变装置能否启动并稳定运行。”等离子体所副所长秦经刚强调。
紧凑型聚变能实验装置计划于2027年建成，目标是在2030年实现核聚变发电演示。中心螺管线圈的核心作用是感应和驱动等离子体电流，并动态调节其约束形态，类似于汽车发动机的火花塞，在聚变堆启动阶段发挥关键作用。“这一超导磁体代表了国际最先进水平，是未来实现聚变能发电的核心技术。”等离子体所所长宋云涛表示。目前，该装置的所有关键部件均已实现国产化，为我国聚变能商业化应用奠定了坚实基础。
