3月31日，隨著兩個巨大的半環形主體真空室組件在合肥科燁電物理設備制造有限公司組裝車間的順利合龍，我國首臺大型反場箍縮磁約束聚變實驗裝置各系統的部件研制建造工作全面完成，進入裝置最后整體安裝調試階段。

反場箍縮磁約束聚變實驗裝置（Keda Torus eXperiment，KTX，中文簡稱“科大一環”）是科技部“國家磁約束核聚變能發展研究專項”支持的大型裝置建設項目。項目由中國科學技術大學物理學院基礎等離子體物理重點實驗室承擔，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所及合肥科燁電物理設備制造有限公司通力合作建設。為了工程的順利實施，2011年中國科大成立了以劉萬東為工程總指揮，丁衛星為首席科學家，謝錦林為總設計師，李弘為總工程師，張平為總工藝師，以及主機、電源、數據采集控制、診斷四個分系統負責人等數十名科技人員組成的工程建設隊伍。經過三年多的艱苦努力，中國科大完成了KTX裝置的物理設計，等離子體所完成了全面的工程設計，科燁公司等建設單位承擔了裝置主體的研制、建造以及安裝工作，工程建設取得了重要進展。

反場箍縮是有別于托卡馬克、仿星器位形的另一類環形磁約束聚變裝置，是先進磁約束聚變位形探索研究的重要平臺。反場箍縮最重要的特點是約束等離子體的磁場是由等離子體內部電流所產生，具有純歐姆加熱達到聚變點火條件、高質量功率密度等優勢，是未來磁約束反應堆位形的候選方案。正在建設的KTX裝置大半徑1.4米，小半徑0.4米，磁場可達7千高斯，等離子體電流可達1兆安培，電子溫度可達6百萬度，放電時間可達100毫秒。磁體系統由24個縱場線圈、26個歐姆場線圈、12個平衡場線圈以及136個反饋控制線圈組成，最大線圈直徑達7米。KTX裝置主機總體直徑8米，通高6米，總重量超過70噸。

KTX裝置采用真空室雙C開合可進性設計，解決了當前反場箍縮裝置可進性差、真空室維護更新難、費用高的缺陷，為裝置的先進鋰壁運行提供了必備的實驗條件。KTX裝置突破了以往平衡場窄環條件的制約，實現了既高效驅動等離子體電流又自適應維持等離子體平衡的優化設計，有效提升了歐姆加熱效率，充分發揮了反場箍縮位形歐姆加熱的重要優勢。KTX裝置兼收電流剖面控制和邊界主動反饋控制兩種國際主流控制技術，結合獨特的三維局域渦流診斷手段，具備了極好的三維等離子體運行能力，為深入開展環形裝置三維等離子體物理前沿研究奠定了基礎。裝置設計的各項指標均達國際同類裝置先進水平。

KTX裝置電源系統是總儲能可達25兆焦耳、輸出功率可達100兆瓦、輸出電流可達50千安的多組脈沖強流電源，采用了先進的精確分組串并聯方式消除磁體間的互感耦合。KTX裝置主要診斷系統包括湯姆遜激光散射系統、太赫茲微波干涉偏轉儀、多通道軟X射線陣列、電磁測量系統以及靜電探針等。KTX裝置采用EPICS架構控制系統以及MDSplus數據管理系統，能完成兩千余道高速數據采集及在線處理，并應用FPGA技術實現136道主動控制線圈的實時控制。KTX系統主機研制方面，解決了極低誤差場、靈活可控在線烘烤、薄導體殼精密成型、大型輪胎型真空室無縫一體化成型，以及可開合雙C真空室結構、大尺寸線圈成型等關鍵技術難題，高質量完成了裝置主機極向場線圈、縱場線圈、導體殼、反饋控制線圈、支撐系統等關鍵部件研制，為KTX裝置建設總體目標的實現奠定了堅實的基礎。

KTX是我國完全自行設計、自主研制集成的國際先進反場箍縮裝置。它的建成，將為國內外從事等離子體物理研究的科研人員提供一個全新的大型實驗平臺，對我國磁約束聚變領域高端人才培養，發展磁約束聚變能科學技術研究事業具有重要意義。

KTX裝置主機結構圖

KTX裝置真空室與縱場磁體整體穿插組合及雙C組件合龍成功

KTX裝置主機安裝調試

KTX裝置部分建設者在主機安裝現場

來源：中國科學技術大學 合肥物質科學研究院