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一、項目背景與戰略定位
2025年3月31日,法國正式啟動由法國原子能委員會(CEA)與國家科學研究中心(CNRS)共同牽頭的“SupraFusion”研究計劃。該項目隸屬“法國2030計劃”中的優先研究計劃與設備(PEPR)框架,旨在通過高臨界溫度超導體(HTS)的材料基礎、系統集成與示范驗證,推動磁約束聚變、低碳能源及相關領域的技術突破,項目總周期七年,獲得5000萬歐元政府資助。
“法國2030計劃”于2021年啟動,總投資達540億歐元,旨在以顛覆性創新推動國家科技和產業轉型,其中一半資金用于支持初創企業,另一半聚焦能源、健康、交通等關鍵領域的脫碳技術。SupraFusion作為其中具有代表性的科研任務,體現了法國在能源自主、科研創新與產業布局等維度的戰略意圖。
二、項目目標與技術路徑
SupraFusion項目計劃圍繞高溫超導領域從“基礎研究—技術驗證—產業轉化”的完整鏈條布局,重點推進以下三個戰略方向:
1. 高溫超導關鍵技術的基礎模塊開發
構建基于REBCO(稀土鋇銅氧)帶材的高性能超導體基礎平臺,包括材料表征、建模仿真、性能評估等,為下一代高場強磁體和聚變裝置關鍵部件提供支撐,提升聚變裝置關鍵部件的工程成熟度。
2. 大規模技術驗證
開發能承受極高磁場與能量負載的高溫超導磁體,構建一個可實現20 T磁場和100 MJ儲能能力的實驗級演示系統,為緊湊型聚變反應堆原型的核心磁體系統提供技術路徑驗證。
3. 拓展高溫超導社會應用
探索高溫超導技術在醫療影像(MRI)、智能電網(限流器、電纜)、高能物理、低碳交通(如電動船舶、航空)等領域的應用潛力,并通過項目征集機制吸納外部創新力量。
三、組織架構與科研分工
SupraFusion計劃由CEA與CNRS主導,聯合法國多家國家實驗室、高校與產業方參與,采用矩陣式科研管理模式,具體劃分為五大子項目推進:
REBCO帶材的性能表征與建模;
大電流超導導體的工藝開發;
高溫超導磁體的保護與安全策略;
超導磁體大型演示器設計與制造;
緊湊型聚變反應堆集成方案研究。
其中,CEA旗下的IRFM(法國聚變研究所)在基礎材料開發與應用集成方面承擔關鍵角色,為項目在磁約束聚變方向提供深度技術積累與集成平臺支撐。此外,SupraFusion計劃還將將設立兩個公開項目征集方向:一是支持高水平實驗設施與通用測試平臺的建設;二是面向社會化應用場景進行技術轉化與原型示范。同時,SupraFusion的配套機制還包括人才培養計劃、跨機構科研網絡建設,以及實驗室開放與科研協同機制,力求推動法國在高溫超導技術領域形成可持續、具國際競爭力的創新生態系統。
整體而言,SupraFusion計劃擬通過整合法國在粒子物理、材料科學、工程設計等方面的科研基礎與產業資源,搭建全國性研發平臺,提升材料與系統整體技術成熟度(TRL),并在計劃后期實現樣機或初代裝置的示范驗證。
參考資料:
SupraFusion : lancement du programme sur les supraconducteurs haute température et la Fusion. 20250409. https://irfm.cea.fr/2025/04/suprafusion-lancement-du-programme-sur-les-supraconducteurs-haute-temperature-et-la-fusion/