研究室概况

 

 应用超导工程技术研究室(三室)

   等离子体物理研究所应用超导工程技术研究室(三室)以聚变装置及国民经济对超导技术的战略需求为导向,瞄准国际前沿,致力于解决超导应用核心难题,发展相关工艺与技术,是我国聚变超导工程领域具有国际影响力的重要研发力量。

等离子体物理研究所园区航拍

研究室概况

等离子体物理研究所应用超导工程技术研究室(三室)以聚变装置及国民经济对超导技术的战略需求为导向,瞄准国际前沿,致力于解决超导应用核心难题,发展相关工艺与技术,是我国聚变超导工程领域具有国际影响力的重要研发力量。

主要研究方向

超导材料/导体/磁体综合性能测试技术

聚变超导磁体及导体研制技术

市场化超导应用技术与拓展

高温超导材料在聚变磁体中的应用研究

研究覆盖从超导线材、电缆、导体到磁体的完整技术链条,涉及超导电缆绞制、高强高韧护套、焊接、导体集成、磁体绕制、热处理、绝缘处理等关键技术。

科研平台与装备

壹

国内唯一聚变CICC导体制备平台(干米级)

可开展大电流导体设计与工艺、金属护套材料焊接与形变、检测技术等研究。

贰

线圈绕制、接头研制、超导成相热处理、绝缘处理等磁体制备完备装备平台

适用螺管型、D型、圆形等不同类型磁体绕制。

叁

国际领先的超导磁体研究系统

涵盖材料、部件、磁体的完整测试系统,包括最完备超导材料综合性能研究实验平台(温度4.2-1273K,磁场19T)、国内唯一可开展50 kA级别超导导体电磁特性测试平台(在建Max 16.5T/100kA)、不同尺寸系列大型超导磁体测试平台(最大L18.5×W14×H3m,电流90kA)。

肆

高温、低温超导材料密绕型用户磁体设计、研制与特性测试全套装备

代表性成果

ITER 70公里TF、PF、CC导体制造

研究室完成ITER 70公里TF、PF、CC导体制造,唯一一次性100%通过ITER国际组织测试,ITER TF导体中方承担最少但性能最高。

REBCO带材的导体实现10.85T背场80 kA稳定运行

基于REBCO带材的导体实现10.85T背场80 kA稳定运行,并验证了干米级导体实现工艺。

2020年研制首台15T/77mm孔径NbTi+Nb3Sn实验类超导磁体

2020年研制首台15T/77mm孔径NbTi+Nb3Sn实验类超导磁体。

2024年研制全国产15T/150mm孔径全超导磁体

2024年研制全国产15T/150mm孔径全超导磁体。

2026年实现35.1特斯拉中心稳态磁场世界纪录

2026年,联合国内多家机构研制全超导磁体实现35.1特斯拉中心稳态磁场,创造新的世界纪录。

设计制备全球最大CRAFT TF线圈

大型磁体技术达到国际一流水平,设计制备全球最大CRAFT TF线圈,总重约590吨,磁体绕组质量为230吨,稳态运行电流98 kA。

BEST高温超导中心螺管线圈

BEST高温超导中心螺管线圈完成满工况参数测试,线圈实测稳定载流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率每秒5.1特斯拉,接头电阻0.87纳欧,关键指标和核心性能达到国际领先水平,线圈从超导材料、结构设计到成套制备工艺均实现完全国产化。

人才队伍

主任

刘方 研究员

博导,主攻聚变超导实验技术及高场高温超导磁体研制,任超导测试实验室技术负责人,牵头实验室通过ITER国际认证,建成ITER超导线基准实验室。

副主任

高鹏 研究员

入选中国科学院百人B类人才,专注15T以上大孔径高场全超导磁体研制,获中国专利奖银奖。

副主任

金环 研究员

博导,青促会会员、安徽省杰青,主要从事CICC型超导导体/磁体研制,获省部级技术发明奖。

研究室现有科研人员约40人(其中博导7名、硕导8名,博士后十余人),工程技术人员约50人,研究生70余人,形成了一支以中青年学术骨干为主体、结构合理、创新能力突出的研究队伍。

国际合作与研究生培养

德国慕尼黑工业大学 法国ITER/CEA 俄罗斯电缆研究所 日本室兰工业大学 日本核融合科学研究所 意大利ENEA 瑞士CERN 美国加州伯克利 荷兰Twente大学 澳大利亚昆士兰大学

研究室与德国慕尼黑工业大学、法国ITER/CEA、俄罗斯电缆研究所、日本室兰工业大学及核融合科学研究所、意大利ENEA、瑞士CERN、美国加州伯克利、荷兰Twente大学、澳大利亚昆士兰大学等国际权威机构保持长期合作,开展研究生联合培养与学术交流。

研究生专业需求涵盖超导工程技术、电磁场数值分析、流体力学、机械设计及制造、材料学、低温工程、电工理论及新技术等,毕业去向包括科研机构及高校、出国留学、外资企业、高新技术公司等。

 

 应用超导工程技术研究室(三室)

   等离子体物理研究所应用超导工程技术研究室(三室)以聚变装置及国民经济对超导技术的战略需求为导向,瞄准国际前沿,致力于解决超导应用核心难题,发展相关工艺与技术,是我国聚变超导工程领域具有国际影响力的重要研发力量。

等离子体物理研究所园区航拍

研究室概况

等离子体物理研究所应用超导工程技术研究室(三室)以聚变装置及国民经济对超导技术的战略需求为导向,瞄准国际前沿,致力于解决超导应用核心难题,发展相关工艺与技术,是我国聚变超导工程领域具有国际影响力的重要研发力量。

主要研究方向

超导材料/导体/磁体综合性能测试技术

聚变超导磁体及导体研制技术

市场化超导应用技术与拓展

高温超导材料在聚变磁体中的应用研究

研究覆盖从超导线材、电缆、导体到磁体的完整技术链条,涉及超导电缆绞制、高强高韧护套、焊接、导体集成、磁体绕制、热处理、绝缘处理等关键技术。

科研平台与装备

壹

国内唯一聚变CICC导体制备平台(干米级)

可开展大电流导体设计与工艺、金属护套材料焊接与形变、检测技术等研究。

贰

线圈绕制、接头研制、超导成相热处理、绝缘处理等磁体制备完备装备平台

适用螺管型、D型、圆形等不同类型磁体绕制。

叁

国际领先的超导磁体研究系统

涵盖材料、部件、磁体的完整测试系统,包括最完备超导材料综合性能研究实验平台(温度4.2-1273K,磁场19T)、国内唯一可开展50 kA级别超导导体电磁特性测试平台(在建Max 16.5T/100kA)、不同尺寸系列大型超导磁体测试平台(最大L18.5×W14×H3m,电流90kA)。

肆

高温、低温超导材料密绕型用户磁体设计、研制与特性测试全套装备

代表性成果

ITER 70公里TF、PF、CC导体制造

研究室完成ITER 70公里TF、PF、CC导体制造,唯一一次性100%通过ITER国际组织测试,ITER TF导体中方承担最少但性能最高。

REBCO带材的导体实现10.85T背场80 kA稳定运行

基于REBCO带材的导体实现10.85T背场80 kA稳定运行,并验证了干米级导体实现工艺。

2020年研制首台15T/77mm孔径NbTi+Nb3Sn实验类超导磁体

2020年研制首台15T/77mm孔径NbTi+Nb3Sn实验类超导磁体。

2024年研制全国产15T/150mm孔径全超导磁体

2024年研制全国产15T/150mm孔径全超导磁体。

2026年实现35.1特斯拉中心稳态磁场世界纪录

2026年,联合国内多家机构研制全超导磁体实现35.1特斯拉中心稳态磁场,创造新的世界纪录。

设计制备全球最大CRAFT TF线圈

大型磁体技术达到国际一流水平,设计制备全球最大CRAFT TF线圈,总重约590吨,磁体绕组质量为230吨,稳态运行电流98 kA。

BEST高温超导中心螺管线圈

BEST高温超导中心螺管线圈完成满工况参数测试,线圈实测稳定载流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率每秒5.1特斯拉,接头电阻0.87纳欧,关键指标和核心性能达到国际领先水平,线圈从超导材料、结构设计到成套制备工艺均实现完全国产化。

人才队伍

主任

刘方 研究员

博导,主攻聚变超导实验技术及高场高温超导磁体研制,任超导测试实验室技术负责人,牵头实验室通过ITER国际认证,建成ITER超导线基准实验室。

副主任

高鹏 研究员

入选中国科学院百人B类人才,专注15T以上大孔径高场全超导磁体研制,获中国专利奖银奖。

副主任

金环 研究员

博导,青促会会员、安徽省杰青,主要从事CICC型超导导体/磁体研制,获省部级技术发明奖。

研究室现有科研人员约40人(其中博导7名、硕导8名,博士后十余人),工程技术人员约50人,研究生70余人,形成了一支以中青年学术骨干为主体、结构合理、创新能力突出的研究队伍。

国际合作与研究生培养

德国慕尼黑工业大学 法国ITER/CEA 俄罗斯电缆研究所 日本室兰工业大学 日本核融合科学研究所 意大利ENEA 瑞士CERN 美国加州伯克利 荷兰Twente大学 澳大利亚昆士兰大学

研究室与德国慕尼黑工业大学、法国ITER/CEA、俄罗斯电缆研究所、日本室兰工业大学及核融合科学研究所、意大利ENEA、瑞士CERN、美国加州伯克利、荷兰Twente大学、澳大利亚昆士兰大学等国际权威机构保持长期合作,开展研究生联合培养与学术交流。

研究生专业需求涵盖超导工程技术、电磁场数值分析、流体力学、机械设计及制造、材料学、低温工程、电工理论及新技术等,毕业去向包括科研机构及高校、出国留学、外资企业、高新技术公司等。