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SupraFusion:法国高温超导体聚变项目启动

供稿人:温一村供稿时间:2025-05-12 15:16:00关键词:SupraFusion,法国,高温超导

一、项目背景与战略定位

2025年3月31日,法国正式启动由法国原子能委员会(CEA)与国家科学研究中心(CNRS)共同牵头的“SupraFusion”研究计划。该项目隶属“法国2030计划”中的优先研究计划与设备(PEPR)框架,旨在通过高临界温度超导体(HTS)的材料基础、系统集成与示范验证,推动磁约束聚变、低碳能源及相关领域的技术突破,项目总周期七年,获得5000万欧元政府资助。

“法国2030计划”于2021年启动,总投资达540亿欧元,旨在以颠覆性创新推动国家科技和产业转型,其中一半资金用于支持初创企业,另一半聚焦能源、健康、交通等关键领域的脱碳技术。SupraFusion作为其中具有代表性的科研任务,体现了法国在能源自主、科研创新与产业布局等维度的战略意图。

二、项目目标与技术路径

SupraFusion项目计划围绕高温超导领域从“基础研究—技术验证—产业转化”的完整链条布局,重点推进以下三个战略方向:

1. 高温超导关键技术的基础模块开发

构建基于REBCO(稀土钡铜氧)带材的高性能超导体基础平台,包括材料表征、建模仿真、性能评估等,为下一代高场强磁体和聚变装置关键部件提供支撑,提升聚变装置关键部件的工程成熟度。

2. 大规模技术验证

开发能承受极高磁场与能量负载的高温超导磁体,构建一个可实现20 T磁场和100 MJ储能能力的实验级演示系统,为紧凑型聚变反应堆原型的核心磁体系统提供技术路径验证。

3. 拓展高温超导社会应用

探索高温超导技术在医疗影像(MRI)、智能电网(限流器、电缆)、高能物理、低碳交通(如电动船舶、航空)等领域的应用潜力,并通过项目征集机制吸纳外部创新力量。

三、组织架构与科研分工

SupraFusion计划由CEA与CNRS主导,联合法国多家国家实验室、高校与产业方参与,采用矩阵式科研管理模式,具体划分为五大子项目推进:

REBCO带材的性能表征与建模;

大电流超导导体的工艺开发;

高温超导磁体的保护与安全策略;

超导磁体大型演示器设计与制造;

紧凑型聚变反应堆集成方案研究。

其中,CEA旗下的IRFM(法国聚变研究所)在基础材料开发与应用集成方面承担关键角色,为项目在磁约束聚变方向提供深度技术积累与集成平台支撑。此外,SupraFusion计划还将将设立两个公开项目征集方向:一是支持高水平实验设施与通用测试平台的建设;二是面向社会化应用场景进行技术转化与原型示范。同时,SupraFusion的配套机制还包括人才培养计划、跨机构科研网络建设,以及实验室开放与科研协同机制,力求推动法国在高温超导技术领域形成可持续、具国际竞争力的创新生态系统。

整体而言,SupraFusion计划拟通过整合法国在粒子物理、材料科学、工程设计等方面的科研基础与产业资源,搭建全国性研发平台,提升材料与系统整体技术成熟度(TRL),并在计划后期实现样机或初代装置的示范验证。

参考资料:

SupraFusion : lancement du programme sur les supraconducteurs haute température et la Fusion. 20250409. https://irfm.cea.fr/2025/04/suprafusion-lancement-du-programme-sur-les-supraconducteurs-haute-temperature-et-la-fusion/