星环聚能
面向球形托卡马克装置的中心螺线管模型磁体完成6350 A低温通流与快速放电测试，最高磁场达到10 T，磁场变化率达到63 T/s，是目前已知的磁场变化率最快的聚变超导磁体。
近日，星环聚能自主研发的中心螺线管模型磁体在20 K（-253 ℃）低温环境下顺利完成6350 A励磁测试，最高磁场达到10 T，中心磁场达到7.6 T，并完成了面向托卡马克欧姆放电需求的快速放电测试。
作为面向CTRFR-1（星环一号）装置CS磁体研制的工程验证样件，本次测试贯通验证了磁体从设计、制造、装配到低温运行和放电测试的关键环节，为后续中心螺线管磁体的设计优化、工艺固化和系统集成提供了重要依据。
高工程电流密度与快速放电能力，中心螺线管磁体的关键指标
CSMC磁体主要参数对比
中心螺线管磁体是托卡马克装置中的关键部件，承担等离子体启动和电流爬升等重要任务。面向CTRFR-1装置中心区域的紧凑空间和等离子体放电需求，星环聚能在本次模型磁体设计中重点提升了磁体的工程电流密度，并兼顾高场运行和快速放电要求。该磁体内径350 mm、外径520 mm、高度270 mm，电感为71 mH，带材电流密度约为290 A/mm²，计入骨架、接头和导冷板等结构后的工程电流密度达到120 A/mm²，体现了星环聚能在紧凑、高电流密度、快磁场变化率中心螺线管磁体方面的技术能力。
在本次低温测试中，磁体完成6350 A通流，最高磁场达到10 T，中心磁场达到7.6 T，完成了稳定运行和快速放电测试，最快电流变化率达到40 kA/s，最高电压达到2850 V，最快磁场变化率达到63 T/s，对应装置环电压为6.75 V。测试结果表明，磁体能够承受高电流励磁及快速放电过程中的电磁力和热负荷。
6350 A励磁和快速放电过程
更重要的是，磁体经过数十次通流、退磁和快速放电测试后，主要性能和关键测试信号保持正常，验证了高电流密度电磁设计、线圈制备与整体装配工艺、低温导冷方案以及快速放电运行路径的可行性。对于承担等离子体启动和电流爬升任务的中心螺线管磁体而言，这些测试为后续CTRFR-1装置CS磁体的设计优化、工艺固化和系统集成提供了重要工程依据。
光纤监测同步验证，为大型磁体健康监测提供新手段
本次磁体测试过程中，星环聚能同步开展了磁体及核心结构关键物理量的光纤监测，使用自主研发的光纤解调仪，将同一点位的光纤信号与应变片、温度传感器信号进行了对比。现有结果显示，光纤和传统测量手段在同一点位的信号变化基本一致，测试响应高度重合，初步实现了对光纤监测结果的交叉验证。
光纤解调仪
该结果表明，在磁体低温通流和结构响应测试中，通过光纤对磁体温度和应变进行分布式监测具有可行性。相较于传统点式传感器，光纤监测有望为磁体内部和表面多点状态感知、局部异常识别以及后续大型磁体的健康监测提供新的技术手段。
励磁过程光纤频移和应变片测试结果对比
从带材到整机，体现全链条系统整合能力
本次测试继续体现了星环聚能从超导带材处理、线圈制造到低温测试系统集成的全链条能力。部分环节沿用了相关磁体研制中已形成的自主研发设备和技术体系，包括带材磁测量设备、两代线圈绕制设备、10 kA级高温超导磁体馈线、制冷系统及信号采集系统。在此基础上，针对封装带材、紧凑结构和快速放电测试需求，公司还完成了以下关键系统和设备的研制与集成：
带材封装与磁体浸渍工艺：针对本次测试中磁体采用超导封装带的特点，自主研发带材镀锡封装工艺，成功完成带材封装处理。并且通过自主研发的环氧浸渍工艺保证了磁体的重复运行和绝缘耐压。
关键零部件：自主研发的冷却管路绝缘端子、磁体换位接头、电流引线关键部件等关键工艺与核心零部件，成功应用于磁体测试。
断路器：星环聚能自主设计制造了中心螺线管模型磁体断路器系统，最高电压5 kV，最大电流9 kA，关断时间小于10 μs。在本次测试中，断路器完成了6350 A工况下的磁体快速放电控制，实现了磁体电流回路的快速切换和能量释放，保障了快速放电测试的顺利完成，验证了其在高电流、高电压和快速放电工况下的应用能力。断路器的自主研制与实际应用为后续聚变超导磁体的放电测试和失超保护提供了技术支持。
断路器
信号采集：使用自主研发的极端物理综合测试仪(EPIC)完成电流、磁场、温度、应变、电压及保护状态等信号的采集，为磁体运行状态和结构响应监测提供支持。同时，使用自主研发的光纤解调仪完成磁体应变实时监测，测试结果与同位置应变片高度一致，为磁体安全运行提供支持。
低温与真空系统：全自主设计与装配，实现磁体、冷屏、杜瓦及低温管线的协同集成。
控制系统：基于AI Native自主开发适用于本次测试的控制系统及操作界面，实现对磁体励磁、退磁、快速放电、制冷系统和保护状态的统一监测与控制。
后续测试计划与磁体研发计划
后续，中心螺线管模型磁体将开展12 T以上的励磁放电测试，并在10 T以上进行多次重复放电测试，同时对交流损耗进行精确测量与评估。
星环聚能后续磁体研发工作也在持续推进：PFMC磁体研制正在进行；自研高温超导电流引线、自研超导脉冲电源即将上线；CTRFR-1物理和工程设计接近完成；2027年，星环聚能将在上海进行CTRFR-1装置的磁体批量制造。
