基于未来聚变堆大电流超导接头关键科学问题研究

随着磁约束聚变技术不断发展，其超导磁体载流能力和运行磁场越来越高，超导接头是超导磁体最为重要的部件之一。由于磁体装置类型不同，导体参数不同，目前对于超导接头的研究工作尚不系统。我国EAST装置超导磁体中有众多超导接头，从近10年的运行状态来看，接头各项参数并不稳定，尤其是接头电阻有着较大的离散性，且随着运行时间增长有一定退化趋势。本项目针对大型超导磁体及馈线系统中CICC超导接头，从超导接头的理论研究入手，研究超导接头运行过程中交流损耗、失超情况，形成针对超导接头技术系统的工程研究方法。建立稳定可靠的超导接头测试平台，通过实验验证理论设计并积累实验数据。.按照研究内容，本项目已经完成了：1. CICC超导接头交流损耗与稳定性理论分析，针对ITER馈线系统68kA超导导体的结构，对超导接头磁滞损耗和耦合损耗进行了深入理论研究，目前理论模型和Sultan测试结果具有良好的一致性；2. 针对盒式接头结构对接头焊接工艺进行了深入的实验模拟，实现了焊时超导电缆表面温度低于250℃，对多焊料低温电阻性能进行了测试；3. 开展了10kA和68kA级超导接头的研制工作，并搭建了大电流接头低温测试平台，对接头进行了低温条件下的性能测试，目前研制的盒式超导接头电阻小于0.2nΩ，压降低于15mbar，分流温度超过8K；4. 借助于Sultan测试装置对10kA超导接头进行了2.5T背景场下的交流损耗测试工作。.目前ITER超导磁体馈线系统、GA ITER CSM超导馈线系统中的接头均采用我所研制的大电流接头作为CICC中断连接结构。