一個(gè)外形酷似中國(guó)古代和氏璧、總重相當(dāng)于兩架波音747飛機(jī)的巨大線圈靜靜停放在安徽省合肥熔安動(dòng)力公司的車間內(nèi)。不久之后，這個(gè)由中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所承擔(dān)研制的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER計(jì)劃首個(gè)大型超導(dǎo)磁體線圈——極向場(chǎng)6號(hào)線圈（PF6線圈）就將通過(guò)巢湖，經(jīng)太平洋、印度洋、地中海，抵達(dá)法國(guó)ITER現(xiàn)場(chǎng)。這意味著我國(guó)成功研制的ITER首個(gè)大型超導(dǎo)磁體線圈竣工交付。

　　由歐盟、美、日、俄、中、韓、印七方共同承擔(dān)的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER計(jì)劃是當(dāng)今世界最大的多邊國(guó)際科技合作項(xiàng)目之一，是實(shí)現(xiàn)未來(lái)商業(yè)用聚變能的關(guān)鍵一步。作為ITER中國(guó)工作組的重要單位之一，等離子體所承擔(dān)了導(dǎo)體、校正場(chǎng)線圈、超導(dǎo)饋線、電源、診斷等采購(gòu)包，占中國(guó)承擔(dān)ITER采購(gòu)包任務(wù)的近80%。

　　由合肥等離子體物理研究所研制的極向場(chǎng)6號(hào)超導(dǎo)線圈，又稱“PF6線圈”，位于ITER實(shí)驗(yàn)堆超導(dǎo)磁體的底部，由9個(gè)繞制成雙餅結(jié)構(gòu)的線圈本體（鈮鈦超導(dǎo)導(dǎo)體）以及一系列支撐附件組成，總重高達(dá)400噸，相當(dāng)于兩架波音747飛機(jī)的重量。該線圈繞制所采用的NbTi（鈮鈦）超導(dǎo)導(dǎo)體長(zhǎng)約13.5公里，繞制完成的線圈主體外徑約11.2米，呈餅式結(jié)構(gòu)，外形酷似中國(guó)古代的和氏璧。PF6線圈是國(guó)際上研制成功的重量最大、難度最大的超導(dǎo)磁體，儲(chǔ)能是EAST裝置最大極向場(chǎng)磁體的60倍。

　　PF6線圈除具備同類線圈主要功能外，還具有保證極向場(chǎng)磁場(chǎng)位形、提供等離子體單零偏濾位型的重要功能，是所有ITER所用磁體中裝置極向場(chǎng)超導(dǎo)線圈中制造技術(shù)難度大、單體自身重量最重、匝數(shù)最多最大、必須首個(gè)安裝到位的超重要大型線圈大部件。因此，能否成功研制PF6線圈并如期完成現(xiàn)場(chǎng)安裝，確保正常運(yùn)行，將決定是否能夠“點(diǎn)亮”等離子體并維持等離子體的穩(wěn)態(tài)“燃燒”，直接決定ITER計(jì)劃以及2025年ITER實(shí)驗(yàn)堆第一次等離子體放電這一重大工程節(jié)點(diǎn)的成敗。

　　為圓滿完成PF6線圈生產(chǎn)制造任務(wù)，等離子體所PF6項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)相繼攻克線圈高精度雙餅雙線并繞、大尺寸高剛性導(dǎo)體精確冷成型、復(fù)雜空間位形氦進(jìn)出管自動(dòng)焊接、低損耗超導(dǎo)接頭制造與低溫電測(cè)試、超大截面線圈絕緣雙餅真空壓力浸漬處理及其加熱固化等諸多核心工藝難題。特別是為了滿足超導(dǎo)線圈絕緣體耐低溫（零下269℃）、抗輻射、耐高壓（3萬(wàn)伏）以及高力學(xué)性能需求，線圈繞組在經(jīng)過(guò)絕緣真空壓力浸漬工藝處理后，應(yīng)保證其內(nèi)無(wú)任何可見(jiàn)雜質(zhì)、氣泡和裂紋等缺陷。對(duì)于直徑超過(guò)10米、重400噸的超級(jí)線圈來(lái)說(shuō)，這種“零缺陷”要求，是對(duì)數(shù)以噸計(jì)的樹(shù)脂注入、脫汽和固化工藝以及線圈外形尺寸精密控制提出的極大挑戰(zhàn)。

　　通過(guò)兩年多的頑強(qiáng)拼搏，PF6團(tuán)隊(duì)順利完成9個(gè)雙餅和1個(gè)實(shí)驗(yàn)雙餅的絕緣澆注工作，成功掌握了該項(xiàng)核心技術(shù)，完美實(shí)現(xiàn)“零缺陷”的既定技術(shù)目標(biāo)。6年的線圈研制過(guò)程中，PF6線圈所有關(guān)鍵制造工藝及部件全部一次性通過(guò)ITER國(guó)際組認(rèn)證，雙餅制造合格率達(dá)100%，超導(dǎo)接頭性能顯著優(yōu)于ITER技術(shù)要求。PF6線圈的成功制造不僅打破了發(fā)達(dá)國(guó)家在這一領(lǐng)域的技術(shù)壁壘，生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了全國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)還發(fā)展和完善了超導(dǎo)磁體制造的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)范，先后孕育出十余項(xiàng)專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)未來(lái)聚變堆標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提供了有益參考。

　　據(jù)悉，PF6項(xiàng)目不僅實(shí)現(xiàn)了中歐合作雙方技術(shù)和管理方面的人員高度融合，精誠(chéng)合作，建立起相互信任、相互支持的國(guó)際合作良好氛圍，也成功推動(dòng)了我們的國(guó)產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和管理經(jīng)驗(yàn)走出國(guó)門，帶動(dòng)起中歐雙方供應(yīng)商層面的更多互動(dòng)和協(xié)作，促進(jìn)了其他國(guó)產(chǎn)技術(shù)或裝備的輸出。PF6線圈項(xiàng)目的圓滿完成，為中歐雙方共同推進(jìn)ITER項(xiàng)目建設(shè)與合作積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也為今后進(jìn)一步拓展中歐核聚變能源領(lǐng)域合作的深度和廣度提供了成功范例。

　?。ㄔd于《光明日?qǐng)?bào)》 2019-09-22 04版）