日本完成ITER最大超导环向场线圈低温通电测试

日本量子科学技术研究开发机构(QST)和东芝公司(Toshiba)8月25日宣布，双方在国际热核聚变实验堆(ITER)建设现场，成功完成世界最大超导环向场线圈的首次低温通电测试。测试在约零下269摄氏度的工作温度下进行，是ITER迈向启动运行前的重要技术环节。

安装在测试装置中的超导环形磁场线圈

环向场线圈又称TF线圈，是ITER超导磁体系统的关键部件，用于产生约束等离子体所需的强磁场。此次测试中，相关团队将线圈从室温冷却至低温状态，确认其进入超导状态，并首次实现在线圈超导状态下稳定传导1万安培电流。

测试还验证了采用对应变敏感的铌三锡超导导体制造大型线圈的工艺有效性。团队同时获取了低温运行所需的关键数据，包括接头电阻生热、低温制冷剂流动特性等。公告称，相关数值均处于设计阶段预期范围内;在线圈冷却和通电过程中，未发现制冷剂泄漏等故障，线圈完整性得到确认。

ITER的超导磁体系统直径约30米，总重量约1万吨，由18个D形TF线圈环向排列组成。单个TF线圈高16.5米、宽9.2米、重约310吨，由绕组部分和支撑结构组成。其绕组部分设计可产生最高11.8特斯拉磁场，直线段承受的电磁力约相当于6万吨。

根据ITER项目分工，日本承担了25%的TF导体、全部19个TF结构以及9个TF线圈的制造任务。QST于2008年与ITER组织签署TF线圈采购协议，随后与产业界合作推进研制，并于2023年完成9个TF线圈制造。

此次低温通电测试为ITER超导线圈系统后续集成测试和调试提供了操作数据，也有助于完善运行规程、培训操作人员并提前识别潜在风险。QST表示，该成果表明日本在大型超导线圈制造和低温运行技术方面已具备支撑聚变能源研发的工程基础。

ITER聚变实验反应堆主体和TF线圈

TF 线圈的结构

完成的 TF 线圈