日本螺旋聚变高温超导磁体研究成果发表

日本螺旋聚变公司(Helical Fusion)近日宣布，其与日本国立聚变科学研究所(NIFS)联合开展的高温超导磁体研究成果，已通过同行评审并发表在《物理学杂志：会议系列》。该成果此前曾以初步报告形式公布，主要验证了面向聚变堆应用的高温超导导体在强磁场、大电流条件下的性能。

本次研究测试的是螺旋聚变公司自主开发的UROCOIC高温超导导体。研究团队将该导体制成“双饼线圈”样品，并利用现有试验设备，尽可能模拟未来聚变反应堆中预期的磁场和电流环境。试验初始温度为10K，外部线圈施加磁场强度为7T，测试线圈承受的最大局部磁场达到8.9T。

试验结果显示，该线圈在超导状态下实现了40kA电流通电并持续280秒，同时经受住8.9T局部磁场和356kN/m电磁力。研究还验证了无绝缘线圈在快速磁场变化条件下的自保护特性，并获得了相关时间常数数据。螺旋聚变公司认为，上述结果表明UROCOIC导体已满足在Helix HARUKA集成示范装置上开展后续验证的条件。

Helix项目旨在开发螺旋式核聚变发电装置。按照该公司规划，项目将在2020年代完成高温超导磁体、包层和偏滤器等关键技术的单项验证，并在2030年代依托Helix HARUKA开展集成示范，同时推进Helix KANATA首台发电装置建设。

高温超导磁体是磁约束聚变装置的核心部件之一，其作用是产生并维持约束超高温等离子体所需的强磁场。相较传统超导技术，高温超导磁体有望在更紧凑的装置中实现更高磁场强度，对提高聚变发电装置效率和工程可行性具有重要意义。螺旋式聚变装置具备稳态运行潜力，但三维螺旋结构磁体制造难度较高，因此柔性高温超导导体和可制造线圈技术成为工程化推进的关键。

该研究获得日本文部科学省中小企业创新创造促进项目支持，并结合了企业研发、研究机构试验平台和日本制造企业加工能力。螺旋聚变公司表示，下一阶段将推进已开发线圈的组装工作，并面向Helix HARUKA装置开展集成验证。