中国成功研制国际热核聚变实验堆重要部件“校正场线圈”

中国能源研究会核能专委会

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来源：中科院合肥物质科学研究院

9月22日，国际热核聚变实验堆ITER计划校正场首批线圈暨法国WEST装置偏滤器关键部件竣工交付仪式举办。安徽省委常委、常务副省长邓向阳出席见证并致辞，宣布中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所承担的校正场首批线圈和偏滤器关键部件正式起运交付。

习近平总书记指出，科学无国界，创新无止境。国际科技合作对于应对人类面临的全球性挑战具有重要意义。要以更加开放的思维和举措推进国际科技交流合作。近日，合肥综合性国家科学中心国际科技合作项目取得了新的重要进展。由等离子体所承担的ITER校正场首批线圈已经研制成功，即将交付至法国ITER现场。同时，等离子体所承担的法国WEST装置偏滤器关键部件项目已经全部竣工，将交付给法国原子能委员会磁约束聚变研究所，安装到法国托卡马克WEST装置上。

校正场超导磁体系统是ITER主机重要部件之一，主要用来补偿线圈制造、接头、引线及装配误差造成的纵场和极向场线圈绕组位形偏离所带来的磁场误差。校正场超导磁体系统共计3组18个线圈，制造工艺极其复杂，涉及到超导、低温、绝缘、材料、焊接、无损检测、电测试等多学科交叉，由等离子体所承担全部设计工艺开发和研制。自2010年签订合同，项目团队十年磨一剑，依靠自主创新，掌握了大尺寸无张力非圆截面磁体高精准绕制、三维曲面超导线缆成型、薄壁氦冷却管道低热输入焊接、超高功率厚板激光焊接、超低电阻超导接头、优异性能不锈钢材料和异型挤压型材制造、高性能绝缘浸渍等关键技术。磁体具有尺寸大（7米×2.5米）、截面小（192毫米×192毫米）、精度极高等特点，线圈整体轮廓精度可控误差1毫米、绕组零缺陷绝缘浸渍、超导接头最大电阻值小于5纳欧等多项技术与性能指标国际领先。

WEST装置是法国原子能委员会正在升级改造的一个全钨偏滤器超导托卡马克。偏滤器部件是WEST装置的核心部件，对其实现长脉冲高参数运行及其主要科学目标起到关键作用。偏滤器部件直接面对高温等离子体辐照，要承受强粒子流和高热流的冲击，服役环境苛刻、制造工艺复杂，难度大、要求高。2018年通过国际竞标，等离子体所获得承担WEST装置456件钨铜部件的研制任务。项目团队依靠自主创新，基于EAST装置偏滤器部件研发基础，突破了高性能轧制钨材料批量化生产瓶颈，掌握了钨与铜及铬锆铜多层热等静压复合关键技术、钨铜复合串无损检测技术和柔性管与探头柔性对中工装检测方法，解决了钨铜串在高温高压焊接成型过程中钨块之间缝隙尺寸、焊接界面质量等精确控制难题，把钨铜穿管复合部件的热排出能力提高到20MW/m2。

通过承担WEST装置偏滤器国际合作项目，促使我国成为当今国际上唯一实现批量生产钨铜部件的国家。钨铜偏滤器部件的交付将促使WEST装置建设和运行进入全新阶段，也必将为ITER主机偏滤器部件的研制和量产提供借鉴和经验。校正场线圈对于ITER运行至关重要，WEST装置偏滤器部件研制是中法聚变联合中心的重要合作项目，校正场18个线圈和偏滤器456件钨铜串部件不仅深化了EAST与WEST、ITER等聚变装置及核聚变研究领域的科技合作，更是圈起串起了中法中欧国际科技合作历久弥坚的友谊。

中法科技合作源远流长，严济慈、钱三强等老一辈科学家赴法留学奠定了中法科技交流合作的基础。等离子体所与法国原子能委员会聚变研究所的科技合作始于上世纪80年代，2013年中法双方成立聚变联合实验室，2018年中法聚变联合中心正式揭牌，中法在聚变能源领域的务实合作进入新局面，从先前双方科研机构之间的合作上升至如今国家政府层面之间的双边合作。此外，目前在法国ITER现场，ITER总装已经全面开展，等离子体所作为ITER中国工作组核心单位深度参与ITER计划，基于先前承担的ITER部件研制，着眼于目前的ITER主机安装，瞄准未来的ITER实验运行。

近年来，随着中法中欧全面战略伙伴关系的不断深化和拓展，等离子体所与法国聚变研究机构在离子回旋天线和偏滤器部件研制、遥操作系统开发、联合物理实验、托卡马克长脉冲运行研究等方面开展了卓有成效的合作并取得了丰富成果。中法在聚变研究领域的合作已经成为两国科技合作的标志性领域之一，越来越成为中法和中欧国际科技合作的典范。

来自安徽省、科技部、ITER国际组织、法国地方政府、法国原子能委员会、法国驻华大使馆的相关领导和代表致辞并为即将起运交付至法国的两大部件揭幕。ITER组织总干事等在致辞中高度肯定了等离子体所的核聚变研究成果和自主创新发展的关键聚变工程技术以及开展的卓有成效的国际合作与交流。

竣工交付仪式由中科院合肥研究院副院长、等离子体所所长宋云涛主持。安徽省委常委、合肥市委书记虞爱华，省政府副秘书长、省卫建委党组书记李必方，科技部ITER中心主任罗德隆，中科院合肥研究院院长刘建国、党委书记黄晨光，安徽省政府外办、省发改委、省科技厅等省市主管单位领导出席仪式。ITER国际组织总干事Bernard BIGOT、法国奥罗阿大区科技教育分管省长Gabriele FIONI、ITER国际组织工程部总负责人Alain BECOULET、法国原子能委员会国际事务与大型研究基础设施部主任Maria FAURY、法国原子能委员会磁约束聚变所所长Jerome BUCALOSSI、法国驻华使馆核能参赞Christophe POINSSOT、中法聚变联合中心主任Pascal BAYETTI等来自ITER组织和法国原子能委员会的代表远程视频参加仪式。合肥研究院和等离子体所领导及相关部门负责人，相关科研项目合作单位的负责人和工程技术人员代表等参加仪式。

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