星环聚能与能量奇点双双突破，国产高温超导带材撑起聚变磁体“天花板”

最近可控核聚变领域有好几个值得关注的技术突破。一个来自星环聚能，他们自研的全尺寸环向场磁体，刚刚在20K低温环境下顺利完成了励磁测试——电流成功拉到了4.5kA。这款磁体可不是一般的大路货，它是全球首个专门为球形托卡马克聚变堆设计、并采用全尺寸高温超导技术打造的环向场磁体。测试数据显示，含线圈盒的工程电流密度超过了40A/mm²，绕组本身的电流密度更是高达375A/mm²。而且这不是一次性的运气测试，他们反反复复试了好几轮，性能表现都很稳定。

星环聚能全尺寸环向场磁体测试现场

这个磁体绕制所用的全部REBCO高温超导带材，由上海超导供应。能在如此复杂的工况下反复取得稳定表现，也说明了上海超导的带材质量经得起考验——从材料端，为聚变堆级别磁体的工程化落地提供了实实在在的支撑。

与此同时，另一家同样使用上海超导带材的公司——能量奇点——也传来了振奋人心的消息。他们自主研制的无液氦高温超导绝缘磁体，最近完成了三轮通流实验，中心磁场分别达到了20T、23.1T和26.7T。要知道，这款磁体最初的设计目标就是中心磁场25T。第三轮测试时，他们在25.5T稳定运行的基础上，继续提升励磁电流，硬是把中心磁场一路推到了26.7T。这时候绕组的工程电流密度已经超过570A/mm²，绕组内部的最高磁场也突破了27.5T。

能量奇点磁体照片

不过，这个磁体的价值绝不只是刷高了磁场数据。相比已有的高温超导磁体，它还有两个实打实的创新突破。

一是实现了无液氦运行。整套系统只用了一台GM制冷机，靠纯导冷的方式提供全部冷量，彻底摆脱了对液氦的依赖。这不仅大大简化了磁体运行的辅助系统，也意味着运行成本能降一大截。

二是在极高磁场条件下攻克了导体的绝缘工艺。他们创造性地采用了新的绝缘结构，跟无绝缘磁体比起来，励磁速度快了不是一星半点。具体到数据上，磁体从零励磁到20T只需要16分钟。这意味着用户等待时间大幅缩短，磁体使用效率自然就上去了。

把绝缘结构和无液氦运行同时用在20T以上的高温超导磁体上，全球范围来看，这还是头一遭。