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“科學島”為中法聚變國際合作再立新功

2020年09月23日 09:05:36 來源: 安徽日報

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????9月22日,國際熱核聚變實驗堆ITER計劃校正場首批線圈暨法國WEST裝置偏濾器關鍵部件竣工交付儀式在中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所舉行,圖為即將交付的WEST裝置偏濾器部件。記者 徐旻昊攝

????9月22日,國際熱核聚變實驗堆ITER計劃校正場首批線圈暨法國WEST裝置偏濾器關鍵部件竣工,正式交付法方。這兩大核聚變裝置重要部件的成功研制,標志著合肥綜合性國家科學中心國際科技合作項目取得了又一新的重要進展。

????校正場超導磁體系統是ITER主機重要部件之一,共計包含3組18個線圈,制造工藝極其復雜,涉及到超導、低溫、絕緣、材料、焊接、無損檢測、電測試等多學科交叉,由中科院合肥物質科學研究院等離子體所承擔全部設計工藝開發和研制。 10年前,也就是2010年,等離子體所憑借過硬的科研實力獲得了為ITER研制校正場超導磁體的合同。項目團隊十年磨一劍,依靠自主創新,掌握了大尺寸無張力非圓截面磁體高精準繞制、三維曲面超導線纜成型、薄壁氦冷卻管道低熱輸入焊接、超高功率厚板激光焊接、超低電阻超導接頭、優異性能不銹鋼材料和異型擠壓型材制造、高性能絕緣浸漬等關鍵技術。磁體具有尺寸大(7米×2.5米)、截面小(192毫米×192毫米)、精度極高等特點,線圈整體輪廓精度可控誤差1毫米、繞組零缺陷絕緣浸漬、超導接頭最大電阻值小于5納歐等多項技術與性能指標國際領先。

????WEST裝置是法國原子能委員會正在升級改造的一個全鎢偏濾器超導托卡馬克。偏濾器部件是WEST裝置的核心部件,對其實現長脈沖高參數運行及其主要科學目標起到關鍵作用。偏濾器部件直接面對高溫等離子體輻照,要承受強粒子流和高熱流的沖擊,服役環境苛刻、制造工藝復雜,難度大、要求高。 2018年通過國際競標,等離子體所獲得承擔WEST裝置456件鎢銅部件的研制任務。項目團隊依靠自主創新,基于EAST裝置偏濾器部件研發基礎,突破了高性能軋制鎢材料批量化生產瓶頸,掌握了鎢與銅及鉻鋯銅多層熱等靜壓復合關鍵技術、鎢銅復合串無損檢測技術和柔性管與探頭柔性對中工裝檢測方法,解決了鎢銅串在高溫高壓焊接成型過程中鎢塊之間縫隙尺寸、焊接界面質量等精確控制難題,把鎢銅穿管復合部件的熱排出能力提高到20MW/m2。通過承擔WEST裝置偏濾器國際合作項目,使我國成為當今國際上唯一實現批量生產鎢銅部件的國家。

????近年來,隨著中法中歐全面戰略伙伴關系的不斷深化和拓展,等離子體所與法國聚變研究機構在離子回旋天線和偏濾器部件研制、遙操作系統開發、聯合物理實驗、托卡馬克長脈沖運行研究等方面開展了卓有成效的合作并取得了豐富成果。中法在聚變研究領域的合作已經成為兩國科技合作的標志性領域之一,越來越成為中法和中歐國際科技合作的典范。(記者 汪永安)

[責任編輯: 劉曉君 ]
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