聚焦“高温超导电缆”,英韩开启STEP原型电站第二阶段合作研发

· 时事动态

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,旨在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。

Section image

一、英国STEP项目概况

STEP,全称是Spherical Tokamak for Energy Production,即球形托卡马克能源生产项目,2019年宣布启动,当前是英国重点推进的国家级聚变能发展项目,目标是2040年前后建成原型聚变电厂,示范聚变技术的商业可行性,并验证聚变电厂实现燃料(即氚)自给自足的能力。

Section image

其目标包括:

  • 实现稳定净发电量超100MW;
  • 创新拓展聚变能在发电之外的利用领域;
  • 确保氚燃料自给自足;
  • 在适宜聚变条件下验证材料与部件性能;
  • 开发具有成本效益的全生命周期方案。2024年11月,英国原子能管理局(UKAEA)官宣将STEP项目移交给其下属子公司UKIFS,后者全面负责项目设计、建造和运营。

二、为何选择韩国?

英国为何会选择选择首尔大学参与高温超导电缆的研发?这主要是由于该校电气与信息工程系的韩承勇教授提出的

“无绝缘高温超导” 技术,可将现有超导磁体的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一份价值约18亿韩元的联合研究协议(协议期限:2024年6月-2025年3月),推进高温超导电缆的第一阶段研发。

在第一阶段研究中,韩国企业PowerNix和Standard Magnet参与了长度为3.6米的原型电缆生产。该电缆于7月在瑞士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拥有世界一流水平。测试结果显示,该电缆可承受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出现任何衰减。这一成果也创下了该设施自1992年投入运营以来高温超导电缆领域的纪录。

三、项目展望

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会重点提升原型电缆的性能,并通过“长长度”技术研发将电缆长度延长至数十米。此外,合作范围还将扩大到适用于“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:“双方机构正扩大合作范围,将包括‘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。” 并希望这项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。

参考链接:

  • https://biz.chosun.com/en/en-science/2025/09/01/M7N4TTHVNVAFHBDIL6BZYCR6S4/
  • https://step.ukaea.uk/what-is-step/