方正证券可控核聚变专题报告详细拆解了ITER项目的超导材料分配与磁体系统构成。ITER磁体系统由四个主要子系统组成：18个环向场线圈（TF）、6个极向场线圈（PF）、18个校正线圈（CC）以及中心螺线管（CS）。磁体部分在ITER总成本中占比高达28%，是最大的单一成本项。中心螺管和纵场线圈采用Nb3Sn超导材料，极向场和校正场线圈采用NbTi低温超导材料。中国承担了ITER全部18个校正场线圈的制造、11根TF导体制造（约7.51%）以及60根PF导体（约占全部的65%）。中国在ITER项目中深度参与低温超导磁体的制造，积累了丰富的工程经验。
ITER磁体系统构成——28%成本占比的核心部件
ITER磁体系统由四个主要子系统组成：18个环向场线圈（TF）产生环向磁场约束等离子体，每个TF线圈由7根Nb3Sn超导铠装导体绕制，运行时每根导体额定电流68kA，承受最高磁场12T，约为地球磁场的20万倍。6个极向场线圈（PF）控制等离子体位形，自上而下分别为PF1-PF6。18个校正线圈（CC）补偿磁场误差，分底部、侧线圈和顶部线圈各6个。中心螺线管（CS）产生等离子体电流。磁体部分在ITER中成本占比高达28%，体现了超导磁体在托卡马克装置中的核心地位。
超导材料分配——Nb3Sn与NbTi的分工
中心螺管（CS）和纵场线圈（TF）采用Nb3Sn超导材料，Nb3Sn临界温度18K，上临界场25T@4.2K，能够承受更高的磁场强度，适合高场应用。极向场（PF）和校正场线圈（CC）采用NbTi低温超导材料，NbTi临界温度9.5K，上临界场11.5T@4.2K，成熟度更高、成本更低，适合中等磁场应用。TF导体内流动着4.2K超流态液氦，需要维持极低温环境。
中国的参与——65% PF导体+全部CC线圈
中国与ITER组织签署多项采购安排协议：2008年6月签署环向场导体采购安排协议，中国承担11根TF导体制造（约占总量的7.51%）。2008年10月签署极向场线圈导体采购安排协议，中国负责PF2至PF5共60根PF导体（约占全部PF导体的65%）。中国承担ITER装置所有18个校正场线圈的制造，自2010年签署协议以来，先后完成了线圈绕制、氦冷却管焊接、真空压力浸渍、线圈盒封焊等多项关键技术认证，系列生产制造已于2017年正式开展。
西部超导作为国内唯一NbTi超导线材商业化生产企业，代表中国完成了ITER项目的超导线材交付任务。2016-2024年西部超导累计资本开支领先行业，低温超导收入从2020年的1.95亿元快速扩大至2024年的13.04亿元，CAGR达60.8%。
表2：ITER磁体系统超导材料分配与参数| 子系统 | 数量 | 超导材料 | 电流 | 磁场 | 中国承担比例 |
|---|
| 环向场线圈（TF） | 18 | Nb3Sn | 68kA | 12T | 7.51%（11根导体） |
| 极向场线圈（PF） | 6 | NbTi | 45kA | 5T | 65%（60根导体） |
| 校正线圈（CC） | 18 | NbTi | 10kA | 5T | 100%（全部线圈） |
| 中心螺管（CS） | 1 | Nb3Sn | — | 13T | — |
