2026年1月26日,俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)旗下核心科研机构叶夫列莫夫电物理装备研究所(NIIEFA)正式发布重磅技术成果:其团队成功研发并完成一款高性能高温超导(HTSC)电缆的全流程测试,该电缆可在18T超强磁场环境下稳定承载65kA超大电流,综合性能全面超越国际热核聚变实验堆(ITER)现役超导电缆,为俄罗斯下一代聚变反应堆技术托卡马克(TRT)的电磁系统研发奠定了核心技术基础,也标志着全球可控核聚变超导磁体技术再攀新高。
一、核心技术突破:性能领跑全球,颠覆ITER现有标准
此次研发的高温超导电缆,是聚变能源领域超导材料应用的一次重大跨越,彻底打破了传统低温超导技术的性能瓶颈。相较于ITER项目采用的低温超导导体,NIIEFA研发的TRT专用电缆实现了全方位性能升级,在磁场耐受度、载流能力、装置紧凑性上均实现颠覆性提升,适配下一代紧凑型强磁场聚变堆的严苛运行需求。
研究团队已完成5米长电缆原型的全工况测试,该电缆采用精细化复合结构设计:内部集成240条独立高温超导带材,嵌入铜基稳定基体保障导电稳定性,外部包覆高强度不锈钢护套,兼顾超强机械防护与极端环境耐受能力;同时内置专用冷却通道,可泵送5~20K(约-268.15~-253.15℃)超低温制冷剂,满足聚变堆极端低温运行要求。
超导系统研究负责人安德烈·梅德尼科夫(Andrey Mednikov)明确表示,测试数据验证该电缆在18T强磁场下可稳定传输65kA电流,这一综合性能参数创下行业全新纪录,是目前全球聚变领域超导电缆的顶尖水平。测试过程中,样品在液氮温度(约-196℃)下成功激发至超导状态,全程通过高精度诊断线路与专用测量台实时监控,所有核心运行参数均被精准记录,充分证实了电缆在极端磁场、超低温、大电流工况下的稳定性与可靠性。
二、高效研发策略:降本提速,大幅缩短项目周期
NIIEFA团队在研发过程中采用了创新高效的测试方案,有效破解了聚变超导技术研发成本高、周期长的行业难题。尽管TRT装置最终运行温度需达到-270~-250℃的超低温区间,但团队将部分关键核心测试调整至约-196℃的液氮温度下开展,无需全程启用极致低温制冷设备。
这一优化方案极大简化了测试流程、大幅降低研发成本,同时实现了单位时间内更多样品的并行测试,直接缩短了TRT托卡马克装置整体研发周期,为项目快速推进、尽早进入工程化阶段提供了有力保障,也为后续长距离电缆量产与线圈制造扫清了前期测试障碍。
三、项目核心背景:TRT——俄罗斯聚变能源战略核心载体
TRT全称反应堆技术托卡马克,是俄罗斯布局可控核聚变领域的旗舰项目,定位为长脉冲、强磁场、高温超导型托卡马克装置,由Rosatom联合俄罗斯科学院多家顶尖科研机构协同研发,充分依托俄罗斯参与ITER项目积累的深厚技术经验与工程实力,是俄罗斯迈向商用聚变能的关键实验平台。
该项目战略意义重大,被明确为推动俄罗斯快速、低成本向纯聚变反应堆及聚变-裂变混合系统(聚变中子源)过渡的核心枢纽,由Rosatom科技计划与项目部直接统筹管理,隶属于《俄罗斯联邦核能利用领域的设备、技术和科学研究综合开发计划》(RTTN/DETS/DETSR),纳入“开发可控热核聚变和创新等离子体技术”国家级联邦项目框架,享受国家级科研资源倾斜。
TRT装置选址定于特罗伊茨克创新与热核研究所(TRINITI)园区,该场地现有1987年建成后停运的TSP强场托卡马克装置及配套基础设施,后续将按照RTTN计划开展大规模升级改造,全面适配TRT装置的建设、安装与实验运行需求。
四、TRT项目关键进展与未来时间线
目前,TRINITI已全面启动TRT装置配套基础设施建设工作,装置建成后,将成为俄罗斯准稳态高参数等离子体研究、等离子体加热与加料技术优化、包层模块测试、新型诊断技术及氚处理技术研发的核心实验基地,填补俄罗斯在下一代聚变实验装置领域的空白。项目核心时间节点清晰,推进节奏紧凑: