摘要:4月13日,日前,全球最大“人造太阳”——国际热核聚变实验堆(ITER)计划的磁体馈线采购包项目达成关键里程碑。其最后一套校正场线圈内馈线部件于合肥成功竣工,并启运前往位于法国的ITER现场。
4月13日,日前,全球最大“人造太阳”——国际热核聚变实验堆(ITER)计划的磁体馈线采购包项目达成关键里程碑。其最后一套校正场线圈内馈线部件于合肥成功竣工,并启运前往位于法国的ITER现场。
这一成果意味着ITER磁体馈线系统里所有超大部件的研制工作圆满收官。此次交付的校正场线圈内馈线共计9套,呈半环结构,直径达16米,高度为3米。整套部件的制造工程历时近6年之久。
据悉,ITER项目是由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国7方携手参与建造的全球最大“人造太阳”,也是当前全球规模最大、影响最为深远的国际科研合作项目之一。我国在该项目中承担了约9%的任务量。
ITER(国际热核聚变实验堆)真空室模块组装,是将托卡马克核心设备——真空室、真空室冷屏及环向场线圈等精密集成,构成模块化组件的复杂系统工程。
这是一项前所未有的工程实践,融汇了缜密的技术研发、精心的施工组织以及高技能产业工人的专长,涵盖组装、大件吊装、焊接、精密加工等诸多专业领域。
在项目投标的关键阶段,一支由中、法、意三国共八家企业组成的联合团队应运而生。该团队凭借卓越的专业能力与对项目的深刻理解,集各方优势于一体,最终在激烈的竞争中脱颖而出,于2024年2月底成功中标,为项目的顺利实施奠定了坚实基础。
此次ITER真空室模块的成功落位,较原计划提前三周,充分彰显了国际合作的巨大潜力。该吊装作业总重达1368吨,对精度控制、协同作业及安全保障提出了极高要求,并打破了ITER项目施工部件吊装的多项记录。
该核心突破主要体现在三个方面:一是运用三维精密缝合技术,对位精度达到±1毫米,确保了不同组件间的完美集成。二是凭借自主研发的多点液压同步系统,实现了1368吨模块的极限吊装,落位精度误差仅±2毫米。三是成功攻克了跨材料焊接难题,保障了极端温度下的结构稳定性。
如果将聚变堆磁体比作ITER的“骨架”,那么磁体馈线系统则堪称贯穿其中的“血管”。它承担着为磁体传输能量、冷却介质以及提供控制信号反馈的重要职责,同时在故障状态下,更作为磁体储能的泄放通道,确保磁体能量及时安全地释放,是名副其实的“人造太阳”之“生命线”。本次交付的超大部件,更是如同连接心脏的关键“血管”,其重要性不言而喻。
总之,ITER真空室模块组装工程的成功,不仅是技术与工程领域的突破,更是国际合作的典范,为人类探索清洁能源的未来奠定了坚实的基础。
中国承担了国际热核聚变实验堆(ITER)约9%的核心任务,包括磁体支撑系统、真空室冷中国在核聚变研究领域已取得显著进展,其在国际热核聚变实验堆(ITER)项目中扮演着举足轻重的角色。
中国承担了ITER约9%的核心任务,包括磁体支撑系统等关键采购包。例如,中国核工业集团主导的真空室模块组装项目,以其对位精度高达±1毫米的卓越表现,刷新了超大型科研装置建造纪录。
中国研发的磁体馈线系统不仅实现了超导接头电阻小于0.5纳欧的优异性能,更将低温绝缘材料国产化率提升至100%,交付进度和质量位列ITER七国之首。此外,全球首台45T摆线齿轮减速机等关键设备的应用,有效解决了ITER机械臂在极端环境下的高精度运维难题。
在自主研发方面,中国环流三号(HL-3)成功实现“双亿度”里程碑,综合参数跃居国际前列,成为全球唯一可开展聚变燃烧实验的在运装置。
其高功率中性束注入系统等核心技术完全自主可控。全超导托卡马克装置(EAST)更实现了1亿摄氏度等离子体持续运行1066秒的突破,为ITER运行提供关键数据支撑。
目前,中国已掌握从实验装置(EAST)、原型堆(HL-3)到示范堆设计的完整技术体系。展望未来,中国计划于2035年开展氘-氘聚变实验,并于2045年左右建成示范堆。这些成就与规划充分展示了中国在核聚变领域的强大实力与发展潜力。
中国通过“自主创新+国际合作”双轮驱动,在核聚变领域实现了从技术追赶者到规则制定者的跨越。其工程能力、参数指标和装置规模均达世界顶尖水平,正引领人类向“终极能源”迈出决定性一步。
来源:八戒说科学