- 日本螺旋融合的超導磁體設計已獲得正式驗證。
- UROCOIC 結構設計可避免內部材料在負載下損壞。
- 測試線圈在高電流下運行，未出現失超情況。
- 若測試成功，將推進商用核融合發電廠的建設。
日本螺旋融合（Helical Fusion）研發的高溫超導磁體設計，獲同業評審研究正式驗證，相關論文發表於 IOP Publishing 旗下學術期刊《Journal of Physics: Conference Series》。論文公開了該公司名為 UROCOIC 的導體實驗室數據，數據最初於第 38 屆國際超導研討會（International Symposium on Superconductivity）上發表。
本次論文發表的時間，亦與該項目通過日本文部科學省（MEXT）SBIR 計劃第三階段的官方審查同步。研究聚焦於核融合能源的一項主要技術障礙。仿星器（Stellarator）反應爐利用磁場約束極高溫的電漿，而螺旋式仿星器需要採用三維幾何形狀複雜的超導線圈，同時在高電流容量與承受電磁負載的機械穩定性之間取得平衡。
UROCOIC 結構設計介紹
為解決此難題，工程團隊設計出 UROCOIC 結構，全名為「Unitized Reinforcing Outer Cover On Internal Components」。設計將外部金屬護套包覆於內部超導帶材之上，外層直接吸收物理應力，避免內部精細材料在負載下發生彎曲或破裂。實驗期間，日本製造合作夥伴以 UROCOIC 導體製作名為「雙餅式線圈」（double-pancake coil）的測試磁體，而該線圈各層之間並無使用傳統電氣絕緣材料。
在一般超導磁體中，絕緣層會在局部升溫時積聚熱量，可能引發稱為「失超」（quench）的突發失效。取消絕緣層使熱量與多餘電流得以繞過過熱點，避免損壞並維持系統穩定。
測試結果顯示穩定性
螺旋融合與日本核融合科學研究所（National Institute for Fusion Science）的研究人員將測試線圈置於專用低溫腔體內，把系統冷卻至 10 K（-263°C），並於最高 30 K（-243°C 或 -405°F）的溫度下運行。團隊其後施加 7 Tesla 的外加背景磁場，使測試磁體本身承受最高 8.9 Tesla 的磁場強度。測試線圈在 40 千安培電流下連續運行，未出現失超或脫離超導狀態的情況，同時亦承受了電流與磁場相互作用所產生的 356 千牛頓／米物理作用力。
當外加磁場突然變化時，未絕緣線圈依然保持穩定，並提供了線圈繞組內電流調整速度的關鍵數據。本次測試為導體能否承受運行中核融合裝置所產生的作用力提供了直接實驗證據。
未來核融合計劃展望
螺旋融合計劃將此磁體技術應用於下一部實驗裝置 Helix HARUKA。若測試成功，該公司將擴大導體規模，應用於全規模商用核融合發電廠 Helix KANATA，該電廠預計於 2030 年代落成。螺旋融合共同創辦人兼副技術總監 Junichi Miyazawa 表示，團隊將繼續推進 Helix 計劃，並將相關技術整合至 Helix HARUKA，期望邁向建基於螺旋式仿星器的全球首座具商業可行性核融合發電廠。
項目 規格 最低運行溫度 10 K（-263°C） 最高運行溫度 30 K（-243°C / -405°F） 外加背景磁場 7 Tesla 測試磁體承受最高磁場 8.9 Tesla 持續運行電流 40 千安培 承受電磁作用力 356 千牛頓／米
超導磁體技術對核融合的影響
日本螺旋融合的超導磁體技術突破為核融合能源的發展提供了新的可能性。UROCOIC 結構的設計有效解決了高電流運行中的材料穩定性問題，這對於核融合反應爐的商業化至關重要。成功的測試結果不僅證明了該技術的可靠性，還為未來的核融合發電廠鋪平了道路。隨著 Helix HARUKA 的進一步發展，這項技術可能成為全球首座具商業可行性的核融合發電廠的核心，對於能源轉型和可持續發展具有深遠影響。