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星環聚能實現國際首例裝置運行與控制新突破

2024-09-10 18:31:18   來源:投資家網  作者: 

摘要:近期,星環聚能在球形托卡馬克運行與控制、等離子體性能提升、高溫超導磁體研發和聚變衍生技術產業化等方面都取得了重要進展。

近期,星環聚能在球形托卡馬克運行與控制、等離子體性能提升、高溫超導磁體研發和聚變衍生技術產業化等方面都取得了重要進展。這些進展不僅驗證了星環聚能已具備從原理驗證到工程落地的全過程自主研發能力,也為下一代聚變級裝置CTRFR-1的研發建設奠定了堅實的基礎。昆侖資本于2022年6月投資了星環聚能。


國際上率先實現球形托卡馬克等離子體的一種優化位形



在先進的自研球形托卡馬克放電設計算法和等離子體平衡反演算法的支持下,星環聚能近期在國際上率先實現了球形托卡馬克等離子體的一種優化位形,該位形具有密度較高、約束較好且穩定等優點,具有很好的反應堆前景,但對等離子體控制和磁體電源能力的要求更高(根據截至本文首次發布時全球已發表論文數據統計結果)。


該優化位形的成功實現,為公司下一代聚變裝置CTRFR-1提供了重要的參考,也是繼重復重聯放電、偏濾器位形放電后,星環聚能在球形托卡馬克運行與控制方面的又一突破。這也表明星環聚能“物理-實驗-工程”全過程自主研發能力達到了新的高度。


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左圖:放電設計位形                       右圖:放電反演位形

在更強的運行和控制能力的支持下,星環聚能近期顯著提高了球形托卡馬克等離子體的性能,實現了等離子體電流翻倍,等離子體電子溫度提升超過2倍,最高電子溫度超過1.2 keV。


  • 高溫超導磁體研發達到實用化要求



近期,星環聚能可靠地掌握了高溫超導無絕緣線圈的設計方法與制造工藝。自主開發了高溫超導磁體運行監控及保護系統,實現了磁體長時間穩定運行。多個高溫超導磁體在多次冷熱循環后性能穩定,達到了實用化要求,可以交付用戶日常使用。


其中,SH-150亥姆霍茲磁體可提供孔徑150 mm的均勻磁場,成為了星環聚能螺旋波等離子體源、高電流密度等離子體槍等技術的開發測試平臺。


這標志著星環聚能已經具備較為成熟的高溫超導磁體相關的真空、低溫、測控、電源等多系統集成和工程落地能力,為第一餅聚變級球形托卡馬克環向磁體的制造和測試打下了堅實的基礎。


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亥姆霍茲線圈測試平臺


  • 聚變衍生技術產品實現產業化應用推廣



除了在聚變工程技術方面持續高速推進外,星環聚能自主研發的高帶寬高隔離度信號隔離放大器、常規信號隔離放大器、積分器等信號調理設備已經長期穩定應用于聚變實驗裝置,經受住了各種嚴苛環境的考驗。這些設備可以在相關場景廣泛應用,推動聚變衍生技術產業化。


此外,星環聚能還開發了激光誘導擊穿光譜(LIBS)、離子多普勒光譜(IDS)、電火花光譜、靜電探針控制器等與裝置運行或物理研究密切相關的等離子體診斷。全自主研發的聚變衍生技術產品已經走向應用與推廣階段(點擊最下方閱讀原文可查看詳細產品信息)


2024年是星環聚能下一代聚變級裝置CTRFR-1研發的關鍵時期,等離子體前沿物理探索和高溫超導工藝工程研發正同步進行,取得了堅實的階段性成果。目前,星環聚能研發團隊規模達到百余人,業務范圍覆蓋多學科,研發能力貫穿物理、實驗、工程和工藝全流程,具備強大的研發和工程化能力,有效支持了CTRFR-1裝置的物理研究和工程開發,并同步推動聚變衍生技術產業化。



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