582吨超导磁体测试成功！中国“人造太阳”BEST装置突破关键工程难关

582吨超导磁体：关键规格

这个D形环向场线圈是为聚变装置建造过的最大、最强力的磁体。其关键参数包括：

• 重量： 582公吨
• 尺寸： 长21米、宽12米、高3.3米
• 电流： 测试中稳定承载60千安培电流
• 储能： 测试中每个线圈储能6.03兆焦耳
• 磁场强度： 约6.5特斯拉——大约是一台医院核磁共振仪器的2到4倍
• 等离子体约束： 设计用于约束超过1亿摄氏度的等离子体——约是太阳核心温度的6倍
• 使用寿命： 设计寿命约为4万次等离子体脉冲

最终，16个这样的D形线圈将组装在一起，形成BEST反应堆的环向磁场。

与国际热核聚变实验堆（ITER）的比较

中国这台环向场磁体在两个关键方面超越了ITER的同类产品：

• 体积： 是ITER环向场磁体的1.3倍
• 储能： 大约是ITER同类磁体储能的三倍

然而，ITER本身是一个大得多的装置（大半径约6.2米，而BEST为3.6米）。BEST并非ITER的全面竞争对手——它被设计为在ITER运行之前，全球最大的氘氚运行托卡马克，是连接中国现有EAST托卡马克与更大规模的“中国聚变工程试验堆”（CFETR）的桥梁。

第二个关键部件：中央螺线管

与环向场磁体一同通过最终测试的，还有一个在CRAFT项目下研制的中央螺线管模型线圈。这一组件既包含环向场磁体，也包含中央螺线管线圈。中央螺线管充当托卡马克的“点火器”——它对于感应和维持等离子体电流至关重要。ASIPP的研究人员表示，中央螺线管“直接决定了我们的聚变装置能否启动并持续运行”。

六年自主攻关

这两款磁体均是在中国合肥的国家重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”（CRAFT）项目下开发的。关键细节包括：

• 研发周期约六年
• 磁体全部采用国产超导材料、结构设计和制造工艺——核心关键技术的国产化率达到100%
• CRAFT设施的建设目的，正是在BEST装置安装前，对全尺寸聚变反应堆部件进行开发和测试

时间线：BEST反应堆与聚变发电目标

中国为其聚变计划制定了雄心勃勃的时间表：

• BEST反应堆建设： 已于2023年6月30日动工，计划2027年底前完工
• 首次等离子体： 预计在2027年底实现
• 首次聚变发电： 中国计划在2030年左右演示聚变发电——常被形容为点亮“第一盏聚变灯”
• BEST之后： 规模更大的“中国聚变工程试验堆”（CFETR，也称CFEDR）预计在2030年代投入运行，商用聚变电站接入电网的目标定在随后几十年内实现

据《经济学人》报道，这一时间表使中国在聚变能源的追求上比其他国家领先约十年。