Недавно компания Chaoci Xinneng добилась двух промежуточных успехов в разработке модельной магнитной катушки тороидального поля уровня 25 Тл на основе высокотемпературных сверхпроводников: после завершения разработки и испытаний первой встраиваемой в панель однодисковой высокотемпературной сверхпроводящей катушки компания приступила к серийному изготовлению таких катушек; одновременно самостоятельно разработанный разъёмный низкоомный контактный узел сечением 24 см² прошёл изготовление образцов и испытания при температуре жидкого азота, показав эквивалентное сопротивление узла около 33 нОм.
Эти два достижения соответствуют двум ключевым направлениям — стабильному серийному изготовлению однодисковых катушек и низкопотерьному соединению множества элементов. Проект переходит от этапа верификации технологии на отдельных изделиях к дальнейшему производству многодисковых конструкций и системной интеграции модельного магнита.
Однодисковая катушка — не рядовой компонент модельного магнита, а базовый элемент, объединяющий проводник, панельную структуру, изоляцию, электрические соединения и испытательные интерфейсы. Каждый однодисковый элемент требует как самостоятельного изготовления и проверки, так и служит основой для последующей укладки нескольких дисков, возбуждения магнита и работы при криогенных температурах.
Встраиваемая в панель катушка обеспечивает интеграцию сверхпроводящей обмотки и механической несущей конструкции за счёт встраивания высокотемпературного сверхпроводящего проводника в высокопрочную панельную структуру и представляет собой один из важных технических путей создания компактного высокотемпературного сверхпроводящего сильнопольного токамака с магнитом тороидального поля. Это решение способствует повышению точности позиционирования обмотки и несущей способности конструкции, а также обеспечивает основу для управления механическими напряжениями в условиях сильного поля.
В процессе разработки модельного магнита способность к стабильному, воспроизводимому серийному изготовлению однодисковых катушек напрямую влияет на точность последующей сборки, электромагнитные характеристики и надёжность эксплуатации. Запуск серийного изготовления означает переход соответствующей работы от исследования ключевой технологии к этапу системного инженерного внедрения.
В многодисковом магните между отдельными дисками необходимо формировать полный путь передачи тока через контактные узлы. Для термоядерных магнитов на высокотемпературных сверхпроводниках, работающих при значительных рабочих токах, даже сопротивление контактного узла на уровне нескольких десятков наноом может приводить к заметному джоулеву тепловыделению. Поэтому снижение сопротивления контактного узла при сохранении надёжности соединения является важным требованием для контроля криогенной тепловой нагрузки и повышения эффективности работы магнита.
С учётом потребностей модульной сборки модельного магнита компания Chaoci Xinneng разработала разъёмный низкоомный контактный узел и завершила изготовление образцов за счёт оптимизации конструкции узла, контактных поверхностей и технологии сборки. Результаты испытаний при температуре жидкого азота показали в целом линейную зависимость между напряжением и током на узле; расчётное эквивалентное сопротивление узла составило около 33 нОм, а нормированный по эффективной площади контакта показатель сопротивления узла — 792 нОм·см².
Этот результат показывает, что данный контактный узел, сохраняя разъёмность, обеспечивает передачу тока с сопротивлением наноомного уровня и может послужить технической основой для последующего соединения однодисковых катушек, сборки многодисковых магнитов, а также обслуживания и замены компонентов модельного магнита.
На следующем этапе Chaoci Xinneng продолжит серийное изготовление и приёмку однодисковых катушек по качеству, проведёт испытания на многократную сборку контактных узлов, криогенное циклирование и циклирование тока, а также будет постепенно продвигаться к укладке нескольких дисков, верификации при высоких токах в температурном диапазоне 20 К и полной системной интеграции модельного магнита.
