近日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）組織宣布，其磁體冷測設施正式投入運行。5月20日，首個重達330噸的環向場（TF）鈮錫（Nb?Sn）超導線圈在歷時12天降溫后，成功達到4K（-269℃）的低溫工作狀態，正式進入超導態，高電流測試即將展開。

磁體冷測計劃是ITER在2023年調整裝配與調試策略后新增的關鍵技術驗證環節，旨在磁體安裝入主機之前完成全電流運行驗證。ITER超導磁體系統由18個TF線圈、6個PF線圈及中心螺線管構成，總儲能達51 GJ，運行條件極為苛刻。磁體冷測設施能夠提供磁體行為、低溫性能、電氣接口、儀表運行及內部關鍵接頭等方面的核心工程數據，有助于在整機綜合聯調前提前識別和降低系統性風險。

在該設施建設過程中，中國科學院等離子體物理研究所（以下簡稱“等離子體所”）深度參與設計、研制、集成和調試，承擔了測試杜瓦、磁體饋線系統、供電及失超保護系統等關鍵任務，為設施建成投運提供了重要支撐。

磁體冷測設施建設首先需要一個可為超導磁體提供4K超低溫測試環境的大型真空容器。其核心裝備——磁體冷態測試杜瓦（MCTB），整體長21.2米、寬10.5米、高6米，主密封面周長約56米，容積超過1000立方米，是ITER組織迄今接收的最大單體部件。由于ITER主機總裝時間表預留窗口極短，測試杜瓦能否高質量、按期交付，直接關系到整個測試平臺建設進度。

該部件由等離子體所牽頭，聯合上海電氣核電設備有限公司共同研制。項目團隊在11個月內相繼攻克了大型仿形曲面毫米級精密成型、大尺寸殼體和大周長法蘭焊接變形控制、大周長高真空密封等關鍵工藝和技術。在最終抽真空與氦檢漏測試中一次成功，真空度優于1×10?2 Pa，整體密封漏率低于1×10?? Pa·m3/s。憑借極限工期下的高質量交付，該項目獲ITER組織2025年度部件交付團隊獎。2025年7月，測試杜瓦完成研制并順利交付，為后續系統集成奠定了堅實基礎。

與測試杜瓦相配套的磁體饋線系統（Feeder），承擔著連接低溫環境與外部電源、冷卻及測控系統的重要功能。ITER磁體饋線系統共31套，需要在較長距離范圍內實現電流、冷卻介質和數據信號的可靠傳輸，是連接杜瓦內部磁體與外部支撐系統的重要通道。

等離子體所長期承擔ITER大型超導饋線系統采購包任務，先后完成TF 68kA高溫超導電流引線的設計研發及低溫大電流測試驗證等工作。此次磁體冷測設施所采用的饋線系統同樣由等離子體所研制，為超導磁體從室溫電源到4K低溫環境的穩定供電提供了可靠保障。2026年5月，等離子體所完成了ITER TAC1饋線系統一期裝配任務，順利實現31套磁體超導饋線系統在生物屏蔽層區域的精確落位及連接。

磁體冷測的實施，還離不開一套能夠輸出超大電流的供電及失超保護系統。該系統被喻為裝置的“心臟”，是驅動超導磁體開展性能測試的核心動力來源，直接關系到環向場線圈在極端低溫環境下的安全性和穩定性。

2024年5月，等離子體所牽頭組成聯合體，在全球競標中成功中標該系統，承擔設計、制造、運輸、安裝及調試等全流程任務。項目團隊僅一年便完成了所有設備的設計、加工制造和出廠調試，于2025年9月順利運抵法國ITER現場。項目團隊駐場6個月，圍繞控制保護系統等關鍵技術難題持續攻關，逐項解決系統集成過程中的軟硬件問題，提出并優化十余條控制保護規則，成功實現電源及失超保護系統與ITER主控系統的首次大規模聯調。2026年3月30日，該系統完成現場驗收測試。

ITER磁體冷測設施的順利建成并投入運行，標志著我國在聚變工程關鍵系統自主研制與系統集成方面邁出了堅實一步，進一步提升了我國在國際大科學工程中的參與度和貢獻度。從核心裝備研制到系統集成調試，等離子體所以扎實的技術實力和高效的工程執行力，為ITER關鍵設施建設提供了有力支撐，為國際聚變事業貢獻了中國智慧和中國力量。

ITER磁體冷態測試杜瓦順利竣工交付

ITER組織總干事Pietro Barabaschi在現場見證測試杜瓦抵達

ITER磁體冷測試平臺供電系統驗收完成

等離子體所完成ITER TAC1饋線系統安裝里程碑