全球最大“人造太阳”再迎新进展
历时15年完成全部18个“超级”线圈制造任务
ITER校正场线圈之一。（该图源自科学岛）
全球最大“人造太阳”ITER在合肥迎来最新建设进展。12月28日上午，在合肥聚变堆主机关键系统综合研究设施园区，4个轮廓如瓦片状的超大线圈正在打包封装，它们将乘船前往法国马赛，为那里的人造太阳ITER再添“中国造”部件。意味着历时15年，中国圆满完成ITER计划校正场线圈采购包全部18个线圈的制造任务。
100%自主研发，“人造太阳”的 “磁场校正器”
“精度要求非常高，制造难度非常大，我们头一回完成这么大的线圈，100%中国制造！”中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所（以下简称合肥物质院等离子体所）研究员卫靖表示。
宽7米，高8米，一个庞大的“钢铁框架”平卧现场，轮廓微微弯曲，显示瓦片般的弧度，这是ITER校正场线圈的其中一个。一根根超导线绕制整齐，封装在光滑的不锈钢线圈盒内，最细的超导丝堪比头发丝。
类似这样型材的部件，大大小小共有18件，其中14件都在早期陆续完工交付，已到达ITER现场，本次交付的是最后4个。
ITER是目前全球规模最大、最复杂的“人造太阳”，由欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施，旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程。“我们需要用磁体打造一个‘磁笼子’，约束高温等离子体，而校正场线圈正是磁体系统中的一部分。”卫靖将其比喻为“磁笼子”的“磁场校正器”，“能够补偿由于制造、安装过程中带来的不可消除的磁场误差。”因此，校正场线圈能否成功研制并如期完成安装，直接影响ITER装置等离子体运行参数。
多项国内首创，最精确处达±0.1毫米
“没有先例可借鉴，只能摸着石头过河。我们掌握了一系列核心技术，也证明了中国科技能行！”卫靖表示，该采购包是我国迄今为止承接的ITER磁体制造采购包中最为完整的采购包，前后用时15年。
看似简单的“钢铁架构”，为什么耗时这么久？从设计研发、材料，到焊接、测试，每个环节都有着技术和工程“阶梯”需要逐级攀登。
其中，瓦片般微微弯曲的三维曲面要求，就让团队在超导线圈的绕制上犯了难。为此，团队完成大型非圆截面无张力超导磁体绕制生产线的100%自主开发，首创三维曲面高精度绕制成型技术。“我们自主研发一套全新设备，保证它每一个转接头、每一个弯点的绕制精度，最精确处达±0.1毫米。”
此外，团队还发明断续控温手工焊技术，焊接各项指标较ITER标准提升3倍，使得该采购包成为ITER计划中首个完成氦管焊接认证的采购包。项目团队还联合国内企业，研发出ITER级超低温奥氏体不锈钢挤压型材，填补了行业空白。
中国制造，让图纸落地变现实
合肥物质院等离子体所作为ITER中国工作组重要单位之一，承担了超导导体、校正场线圈、磁体馈线、电源、诊断等众多采购包和工程总装以及数十项现金合同，占中国承担ITER份额的绝大部分。依靠自主研发，掌握了系列聚变工程关键技术，交付进度和产品质量在ITER七方中位居前列，创造多项第一。科学岛团队让一系列“中国设计”和“中国制造”应用于国际大科学工程项目，为ITER计划推进贡献中国力量。
“ITER校正场线圈采购包任务在研制过程中，我们攻克、掌握了很多关键核心技术，将它们从图纸变成现实，证明了中国的科技实力！”中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体所所长宋云涛说。
记者 张玉莲
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