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“科学岛”为中法聚变国际合作再立新功
十年磨一剑,创新无止境——
来源: 安徽新闻网-安徽日报 2020-09-23 08:40:16 责编: 刘东伟

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在中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所举行,图为即将交付的WEST装置偏滤器部件。本网记者 徐旻昊 摄


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,正式交付法方。这两大核聚变装置重要部件的成功研制,标志着合肥综合性国家科学中心国际科技合作项目取得了又一新的重要进展。

校正场超导磁体系统是ITER主机重要部件之一,共计包含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,由中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担全部设计工艺开发和研制。10年前,也就是2010年,等离子体所凭借过硬的科研实力获得了为ITER研制校正场超导磁体的合同。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,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。

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。

(本网记者 汪永安)

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