近日,经天磁体的首件双饼绕组成功进行了通电测试。在该测试中,两件单饼线圈堆叠串联为一个双饼绕组,通过高温超导电流引线向双饼绕组通入了31.4千安培(单匝)的电流,并保持60分钟。该测试的目的是验证磁体绕组和电流引线的载流能力及其他关键参数,并对低温系统、电源系统、真空系统等辅助系统进行联合调试。
经测试,绕组和电流引线的载流能力及其他关键参数均达到设计值,其中,双饼绕组的安匝数达到755千安匝,绕组工程电流密度达到204兆安培每平方米,双饼绕组的总电阻低于12纳欧,饼间接头电阻低于5纳欧,所有辅助系统运行正常。本次双饼绕组测试确认了经天磁体的设计与制造工艺的可靠性,验证了能量奇点团队大孔径强磁场高温超导磁体的设计和制造能力。
经天磁体是能量奇点研制的大孔径强磁场高温超导环向场(TF)磁体,其使命是对能量奇点洪荒170高温超导托卡马克所需的TF磁体关键技术和制造工艺进行研发和验证。该磁体采用高温超导无绝缘线圈结构,由32件单饼线圈堆叠而成,外形类似大写字母D,每个单饼线圈尺寸约为1.9米*1.3米,中心孔面积约为0.5平方米,导体材料为ReBCO高温超导带材,骨架材料为GY50G低温高强钢,使用超临界氦进行制冷。
完整的经天磁体预计在今年内研制完成,其设计目标包括:(1)最高磁场强度超过25特斯拉;(2)绕组工程电流密度超过180兆安培每平方米。经天磁体的结构、材料、工艺、制冷方式和运行温度均与洪荒170托卡马克TF磁体相同,且磁场强度、电流密度、极限受力等关键参数均不低于洪荒170托卡马克TF磁体所需。
经天磁体首件双饼绕组的研制获得了“上海市2023年度中央引导地方科技发展资金”的资助,特此致谢。