吉林
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的厂房里，一套长21米、宽12米、高3.3米的设备静静躺卧。 俯瞰它，形状像一个大写字母D。 6月27日这天，它通过了专家组的综合验收。
这套设备叫环向场超导磁体，重582吨。 放在地面上，相当于100头成年大象的重量。 它是目前全球尺寸最大的聚变堆超导磁体。
研究员武玉打了个比方，说它就像一个看不见的、极其坚固的磁笼子。
这个笼子要装的东西，是一团1亿摄氏度以上的等离子体。 地球上没有哪种材料能直接接触这个温度。 钨的熔点在3400摄氏度左右，金刚石也不行，碰上去瞬间就蒸发了。 唯一的办法是用磁场把它悬空锁住，不让它碰到任何容器壁。
磁体通电后产生强磁场，靠洛伦兹力把等离子体约束在真空室中心。 说起来简单，但工程上要解决的事一件比一件难。
首先是尺寸。 这套磁体的体积是国际热核聚变实验堆ITER同类磁体的1.3倍，储能达到后者的3倍。 ITER是全世界共同参与建设的核聚变实验堆，在法国南部，集结了三十多个国家的技术力量。 合肥造的这个单件磁体，比那个国际大合作项目里的同类部件还大出三成。
储能120吉焦，运行电流98千安。 未来16个这样的磁体拼在一起，能在装置等离子体中心产生6.5特斯拉的磁场。
磁体要在极低温、大电流、强辐射、高应力的条件下稳定运行60年。 零下268.95摄氏度，比绝对零度只高4.2度。 这个温度下，多数金属会变得像玻璃一样脆。 而磁体内部通电后产生的电磁力巨大，结构材料得扛得住。
铌三锡超导线材的热处理环节，线材需要在特定高温区间反应生成超导相。 武玉说温度偏差几度，性能就可能断崖式下降。 而磁体线圈尺寸有十几米量级，保证整个热处理炉内温度均匀本身就是一项尖端工程。
同一天完成测试的还有另一个部件——高温超导中心螺管线圈。 研究员秦经刚把它比作汽车发动机的火花塞。 它的作用是感应和驱动等离子体电流，直接决定聚变堆能不能成功点火、稳定运行。
实测数据显示，这个线圈稳定载流60千安，储能6.03兆焦，最大磁场变化率每秒5.1特斯拉，接头电阻只有0.87纳欧。 这些关键指标达到国际领先水平。
额定运行电流46.5千安，6组线圈最高运行磁场19特斯拉。 项目团队采用了应力分散的强力支撑结构和高低温混合磁体设计方案。 先后攻克了高稳定性磁体设计、大电流高温超导导体研制、大截面导体小半径弯绕成型、超低阻超导接头制备、高强低温绝缘适配、高温超导磁体失超保护等十余项关键技术。
项目负责人武玉提到一个数据：这套磁体体积只比ITER的大30%，但性能达到其3倍，造价只有ITER的二分之一。
能做到这一点，靠的是材料上的突破。 国产高性能铌三锡超导线材实现了工业化量产，性能比ITER所用的线材提升了2到3倍。 国内自主研制的高强度抗磁高锰钢，解决了强电磁力下的结构支撑难题。
从超导带材、高强度低温不锈钢、特种绝缘材料，到结构设计、精密绕制、超低阻接头制备、失超保护，全套工艺都是国产的。
项目历时6年，申请授权专利47项，制定标准14项。 18家国内优势企业深度参与，覆盖了关键材料、核心部件、制造工艺和系统集成各个环节。 西部超导提供超导材料，浙江久立做特种结构件，上海电气、二重集团参与高精度制造和加工。 合肥聚能电物理、合肥科烨等本地企业也参与了核心环节的联合攻关。
这套磁体所属的设施叫“聚变堆主机关键系统综合研究设施”，英文简称CRAFT，谐音“夸父”。 它是合肥获批综合性国家科学中心后首个落地的国家重大科技基础设施。
在同一个园区里，紧凑型聚变能实验装置BEST正在建设中。 截至2026年7月，BEST装置119项“里程碑”中已完成55项。 磁体PF5、PF6、PF7已经落位，第一段主机组件完成吊装。
582吨的磁笼子已经造出来了。 接下来它要转入低温实验阶段，预计年底前完成全性能测试。
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