11月16日中国首台准环对称仿星器测试平台(CFQS-T)在国际上首次利用三维模块化线圈获得超高精度的“准环向对称磁场位形”，使我国成为继美国和德国之后又一掌握“三维非平面模块化线圈”高精度制造工艺的国家。据悉，CFQS-T的测试结果将会为准环对称仿星器CFQS(由西南交通大学与日本国立核融合科学研究所联合设计和建造)未来的高参数运行奠定基础。

一、实验室概况

日本国立核融合科学研究所(National Institute for Fusion Science，NIFS)成立于1989年，是一家位于土岐市的大学间研究机构。NIFS致力于通过提供大型研究设施和各类研究设备，促进与国内外大学和研究所在核聚变相关领域的联合研究，从而加快聚变科学的发展。NIFS现有员工超过210人，其中研究人员104人、工程师44人。

NIFS隶属于日本顶级研究机构组织-国立自然科学研究所(National Institutes of Natural Sciences，NINS)。NINS成立于2004年，由日本国立天文台、国立核融合科学研究所(NIFS)、国立基础生物学研究所(NIBB)、国立生理科学研究所(NIPS)和分子科学研究所(IMS)这五个研究机构组成，其目标是集聚全体研究人员，努力提高各研究所的作用和功能，促进材料科学、能源科学、生命科学及其他自然科学的前沿研究。

二、研究领域

NIFS通过共享大型螺旋装置(LHD)、Raijin雷神超级计算机等各类大型研究设施，推进与国内外大学和研究机构的合作研究，促进对稳态螺旋反应装置的深刻理解，建立对环形等离子体的全面认识。其研究范围涉及等离子体物理学、微观量子过程、材料科学和实现聚变能源所需的聚变设备组件的工程技术。

三、组织架构

组织架构方面，NIFS主要是设置了研究部、工程与技术服务部、管理部三大部门：

研究部 ：围绕核聚变研究的十个问题设立数个研究单元，具体包括：

1.元层次动力学单元：研究聚变等离子体中的多尺度湍流波和粒子运动的共振、全局波动传播、速度空间结构、分布函数的各向异性等各类复杂层次性质。

2.结构形成与可持续单元：包括非热粒子的相空间物理、MHD理论和模拟等。

3.相空间湍流单元：通过开发的尖端诊断系统回答等离子体的异常输运问题。

4.等离子体量子过程单元：测量由高电荷离子源和强激光场在实验室中产生的量子过程，并开发聚变反应堆、天体和宇宙以及高密度等离子体的非平衡等离子体的定量物理模型。

5.等离子体多相态系统中的输运单元：研究等离子体与固体、液体和气体接触时的热和粒子传输现象。

6.传感与智能技术单元：通过开发新的等离子体诊断技术，利用统计数学和数据科学从实验结果中提取信息，并将数据转换为视觉、听觉信息。

7.等离子体装置单元：阐明带电粒子的集体现象，改进装置从而更好地控制带电粒子。

8.复杂全局模拟单元：开发模拟方法，将不同的层次结构和物理模型耦合起来，以实现全局模拟，预测和阐明整个物理系统的行为。

9.超高通量协同材料单元：旨在为先进工程系统(如聚变反应堆)创造适应极端条件并与超高通量能量和各种粒子接触的新型材料。

10.超导与低温应用单元：研究超导体和低温工程，推动超导技术的社会应用。

工程与技术服务部 ：涉及研究平台的运营和维护，以及设备的设计、开发和制造等多个技术领域，具体涵盖：

1.机械系统技术课：负责使用机床制造精密零件，提供机械设计支持。

2.设计与开发技术课：利用数值分析软件进行结构、热、磁、流体和电场分析，设计和开发真空和低温设备。

3.电气电子技术课：设计和开发电子电路，管理高压电源。

4.诊断与分析技术课：支持诊断设备的开发，处理、存储和管理实验中获取的数据，以及与辐射相关的任务。

5.控制与信息技术课：开发控制系统，运营和管理信息网络。

管 理部： 包括总务企划课、财务课、研究支援课、设施与安全管理课。

除上述三大部门外，NIFS还内设了聚变科学中心、安全与健康保障中心、信息系统与网络安全中心、六所研究中心等机构。

四、实验室沿革

1980年11月，日本教育部科学委员会提出“大学聚变等离子体研究长期计划”。

1988年3月，国立核融合科学研究所和大型螺旋装置结构初步设想。

1988年4月，NIFS筹备委员会成立。

1989年5月，NIFS在日本名古屋市成立。

1995年8月，LHD大楼竣工。

1997年7月，NIFS总部由名古屋迁至土岐。

1997年12月，LHD项目正式竣工。

1998年3月，LHD实验正式启动。

2004年3月，国立自然科学研究所(NINS)成立，NIFS重组成为其下属的研究机构。

2010年4月，NIFS研究部门重组，成立螺旋等离子体研究部。

2014年2月，设立研究强化战略办公室。

2016年4月，设立外事课。

2017年3月，LHD的氘实验开始。

2022年12月，LHD氘实验完成。

2023年4月，研究部门重组转换成为单元“UNIT”研究系统，LHD作为跨学科研究的学术研究平台重新启动。

五、聚变装置

Large Helical Device ：简称LHD，即大型螺旋装置，是NIFS目前唯一正在运行的核聚变装置，也是目前仅次于德国Wendelstein 7-X的世界第二大超导仿星器。

LHD的核心参数为：大半径3.9m、小半径0.6m、磁场强度3.0T，等离子体体积30立方米，总加热功率达到36MW。更多信息可查阅日本大型超导仿星器装置：Large Helical Device(LHD)

六、外部合作

作为国际磁约束聚变研究的领先机构，NIFS已经与数十家国内外科研院所、高校建立了合作关系，其中包括中国的华中科技大学、中国科学院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院。除此之外，NIFS还同商业化聚变公司开展联合研究，以加速聚变能发展。

TAE technologies： 原名Tri Alpha Energy，成立于1998年，总部位于美国加州，2017年更名为TAE。2021年10月，TAE宣布将在LHD上安装传感器，来检测p-B11聚变反应中产生的称为α粒子的良性氦核，并监测该粒子对第一壁的内部影响。2023年3月，双方共同宣布顺利完成首次在磁约束聚变等离子体中进行的氢硼聚变(p-B11)实验顺利完成。

Helical Fusion：成立于2021年，一家位于日本东京的商业核聚变初创公司，致力于开发螺旋聚变反应堆，旨在实现世界上第一个稳态聚变反应堆。2024年3月，NIFS与Helical共同宣布成立HF联合研究小组，目的是进行螺旋聚变反应堆实际应用的研究和开发。此外，双方还在高温超导和液态金属包层等领域开展了许多联合研究项目。