9月1日,首尔大学超导应用研究中心宣布,已与英国原子能管理局(UKAEA)启动第二阶段联合研究,聚焦开发英国下一代核聚变发电站STEP的核心部件——高温超导电缆。
英国STEP项目全称为Spherical Tokamak for Energy Production,即球形托卡马克能源生产项目,于2019年启动,是英国重点推进的国家级聚变能发展项目。其目标是2040年前后建成原型聚变电厂,示范聚变技术商业可行性,验证聚变电厂燃料(氚)自给自足能力。具体目标包括实现稳定净发电量超100MW、拓展聚变能利用领域、确保氚燃料自给自足、验证材料与部件性能、开发全生命周期成本效益方案等。2024年11月,英国原子能管理局官宣将STEP项目移交下属子公司UKIFS,由其全面负责项目设计、建造和运营。
英国选择首尔大学参与高温超导电缆研发,主要因该校电气与信息工程系韩承勇教授提出的“无绝缘高温超导”技术,该技术可将现有超导磁体体积缩小至五分之一以下,大幅降低建造和运营成本。为此,首尔大学与英国原子能管理局签署了价值约18亿韩元、期限为2024年6月 - 2025年3月的联合研究协议,推进第一阶段研发。第一阶段研究中,韩国企业PowerNix和Standard Magnet参与生产了长度为3.6米的原型电缆。7月,该电缆在瑞士SULTAN(超导与电磁测试)设施接受评估,该设施在超导导体测试领域处于世界一流水平。测试结果显示,电缆可承受10.9T的外部磁场、91kA的电流以及高达100吨的电磁力,且经过1400多次重复测试后性能未衰减,创下该设施1992年运营以来高温超导电缆领域纪录。
在接下来的第二阶段联合研究中,首尔大学与英国原子能管理局将重点提升原型电缆性能,通过“长长度”技术研发将电缆长度延长至数十米。此外,合作范围将扩大到适用于“STEP”核聚变系统的高温超导磁体的设计、生产与评估,以提高实际商业化所需的可靠性和技术成熟度。首尔大学表示,双方正扩大合作范围,涵盖“STEP”核聚变系统核心部件“纵场(TF)高温超导磁体”原型的设计、生产与评估,希望此研究能为加强小型核聚变技术合作及提升技术完整性做出贡献。