
超导磁体在核聚变装置中发挥重要作用。1)提高效率。超导磁体相比传统磁体具有更高的能量密度和更低的能量损耗,这可以缩小超导磁体构建的磁约束装置体积。
2)维持磁约束系统的稳定性。超导磁体在工作时没有能量损耗,可以长时间保持高性能运行,这对于需要长期运行和稳定性能的核聚变装置以及未来的商业核聚变电站尤为重要。
超导产业链上游为矿资源,主要是铋、锶、钇、钡等金属材料;中游是超导材料,超导线材带和超导磁体,包括BSCCO超导材料、YBCO超导材料、铁剂超导材料等;下游是超导应用产品,包括核聚变装置、超导电缆、超导发动机、磁悬浮列车等。
偏滤器是现代先进磁约束核聚变装置中的一个重要部件。现代先进托卡马克通常采用极向偏滤器结构,其位于真空室的上下方。偏滤器的作用是:1)排出来自聚变等离子体的能流和粒子流;2)有效地屏蔽来自器壁的杂质,减少对芯部等离子体的污染;3)排出核聚变反应过程中所产生的氦灰等产物,并提取有用的热量用于发电。
其中,等离子体损耗功率热量的迅速排出是聚变反应堆成功运行的关键,而面向等离子体部件(plasmafacing components,PFCs)是偏滤器区域中直接与等离子体相互作用的部件,承受来自等离子体的强粒子流和高热流的冲击,服役环境十分苛刻。