力学变形对ITER用超导材料临界电流密度弱化机制的实验研究

ITER（国际热核聚变试验堆）计划是中国目前参与的最大国际合作项目之一。ITER的磁体系统和馈线系统(给磁体供电、冷却和测试等功能)是磁约束系统的核心部件，其中的极向场、纵向场及校正场线圈均采用NbTi和Nb3Sn低温超导材料，馈线采用金银基的BSCCO高温超导体。在磁体系统运行中，馈线将最大接近70KA的电流输入，在高达12T的磁场环境中，磁体本身与馈线均承受巨大的电磁力而引起变形，导致超导材料临界电流密度产生弱化。本项目主要针对ITER系统中采用的这两类超导材料，在开展极端环境中力学、电学及磁学基本参数实验测试方法研究基础上对力学变形引起这两类超导材料临界电流密度弱化的机制进行研究。通过本项目的研究，掌握力学变形对超导材料临界电流密度的影响规律，并由此提升我国强磁场磁体研制和开发的水平。

超导材料在应用过程中通常处于极低温，大电流，强磁场的复杂环境，电磁相互作用引起超导结构产生变形，导致超导特性如临界电流密度等发生改变。本项目主要开展了如下三方面的工作：1，极端环境适用于高温超导材料的多场特性实验方法和科学仪器研制；2，温度、磁场、应力等对超导特征参数的影响研究；3，拉伸应变引起超导材料临界电流密度的退化机制研究。该项目如期执行，并取得了预期的研究成果。