等离子体所成功研制美磁重联空间物理装置核心部件
时间 : 2016-05-17     

517日,等离子体所承担的中美合作项目“FLARE磁重联空间物理装置高磁通耦合场线圈系统(FLUX CORE)研制项目通过验收并从上海启运至美国。 

根据项目协议,等离子体所需为FLARE项目研制出两套高磁通耦合场线圈系统FLUX CORE,用于装置的磁重联等离子体位型的成形及平衡。两套系统已于20165月初顺利通过验收并正式启运交付美方。该项目由等离子体所装置总体研究室承担总体设计,合肥聚能电物理高技术开发有限公司承担加工制造任务。 

高磁通耦合场线圈系统FLUX CORE是保证FLARE磁重联装置等离子体激发及高精度重联位型的关键系统,内部线圈耦合系统结构复杂,精度要求高。其中内部TFPF线圈的峰值电流分别为250 kA540 kA2.4米高的馈线系统垂直度要求小于1 mm,同时空间三维螺旋G10主体部件的曲面轮廓尺寸精度要求小于0.5 mm 

等离子体所各参与方在设计研制过程中精诚合作、共同努力,以满足总体性能和高精度要求为目标,克服了两套磁体系统设计、加工和测试工期短、工作量大等多重困难。通过不断优化设计以及与美方近百次视频讨论,严谨确定各个零部件的工艺技术路线和实施方案,严把质量关,确保磁体系统的先进技术指标。 

最终,两套高精度空间螺旋磁体系统先后顺利通过了高真空、大载流、高压、高精度磁场等各项测试指标。通过技术攻关,突破了磁体系统表面高压绝缘体系在10-5 Pa高真空环境中具有极低放气率(1×10-9 Pa.m3/s)及60 kV高压循环冲击关键技术瓶颈。创新采用高精度空间三维螺旋基槽和90度馈线绕组引出设计方法,有效保证杂散场误差控制在1 %的范围内。 

验收会上,美方专家高度评价等离子体所在一年时间内高质量完成两套高磁通耦合场线圈系统的研制,认为建成的FLARE项目磁重联装置高磁通耦合场线圈系统达到国际水平,其顺利完成是整个FLARE装置建设过程中的重要进展,并期望以此为契机,将来推动等离子体所与美国普林斯顿大学、普林斯顿等离子体物理实验室等单位更进一步广泛的合作。 

验收组由美国普林斯顿大学教授H.T. Ji、普林斯顿等离子体物理实验室高级工程师Michael Kalish和美国能源部聚变能源科学办公室项目主管Barry Jedic等人组成。等离子体所所长万宝年,常务副所长宋云涛,项目负责人郑金星以及项目组成员见证了项目验收。 

磁重联空间物理装置FLARE项目由美国普林斯顿大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、马里兰大学、威斯康辛大学麦迪逊分校和普林斯顿等离子体物理实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室联合建设和运行。该项目由美国国家科学基金会和美国能源部支持,旨在研究空间天体等离子体、聚变等离子体中普遍存在的磁重联现象,其实验数据将全面支持美国NASA耗资13亿美元推出的MMSMagnetospheric Multiscale mission)计划项目,共同开展地球空间磁场演变规律包括极光、太阳风暴等对卫星信号传输的影响。 

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  FLARE磁重联空间物理装置高磁通耦合线圈系统 

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  项目验收现场见证 

(EAST提供)