近日,洪荒170中心螺线管(CS)磁体的首件试制件成功进行了20K通流测试。洪荒170中心螺线管(CS)磁体研发项目内部代号纬地磁体,它和已经完成的经天磁体均属于洪荒170高温超导托卡马克磁体系统的关键预研。

图:纬地磁体试制件

中心螺线管(CS)磁体在托卡马克装置中的核心功能是驱动等离子体电流。本次进行测试的是纬地磁体的首个试制件,采用高温超导多带并绕结构,经焊锡浸渍工艺加工而成。与以经天磁体为代表的环向场(TF)稳态磁体不同,中心螺线管(CS)磁体运行在变化的电流及变化的磁场环境中,其核心技术难点之一是需要在较高磁场、较大磁场变化率的情况下,妥善应对交流损耗带来的发热。

图:通流及磁场变化图

目前,对于4特斯拉以上区间的高温超导CS磁体的交流损耗研究还非常缺乏。本次实验在20K的低温环境下进行,该磁体的最高磁场达到6.3特斯拉,最大磁场变化率达到4.6特斯拉每秒。本次实验中,磁体的交流损耗与能量奇点CS磁体仿真模型的预测基本吻合,验证了仿真模型的有效性,为纬地磁体正式件的设计和制造积累了宝贵数据。