中國“夸父”又有新跨越 成功打造聚變堆“盾牌”

10月13日上午，聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施“夸父”（CRAFT）取得重要進展——偏濾器原型部件順利通過專家組測試與驗收。

測試結果顯示，該部件穩態熱負荷能力達到20兆瓦/平方米，靶板面向等離子體表面鄰接誤差小於1毫米，標誌着我國自主設計的國際尺寸最大、熱負荷最高的偏濾器原型部件研製成功。

CRAFT偏濾器原型部件。（受訪者供圖）

偏濾器作為聚變堆堆芯穩態運行的關鍵部件，承擔排出聚變產物和熱量，控制雜質等重要功能，服役環境極為複雜和嚴苛。CRAFT偏濾器原型部件在設計上創新性地提出混合偏濾器包層集成設計方案，理論上可將氚增殖率提升超過3%，為實現氚自持提供了一種有效輔助途徑；設計了三種結構可靠、可正面拆裝的獨特靶板，驗證了可靠快速更換的可行性。

據瞭解，通過採用平板結構，部件有效將鎢表面温度控制在再結晶温度以下，成功實現了穩態20兆瓦/平方米的超高熱負荷，相當於打造了一面聚變堆“盾牌”。研究人員介紹，在其研製過程中，形成了熱等靜壓與釺焊加爆炸焊兩條質量穩定的工藝路線，全面推動了包括鉀鎢、彌散強化銅和低活化鋼等國產先進聚變堆材料的發展應用。

偏濾器原型部件系統是聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施項目19項系統中的重要一項。研究人員表示，該部件的成功研製標誌着我國偏濾器研發已實現自主可控，為未來中國聚變堆偏濾器的工程應用奠定了堅實的技術基礎。相關技術不僅能為其他聚變裝置提供技術支撐，還可拓展應用到航空航天、高端醫療設備、工業電子產品和新能源汽車等領域。（記者戴威）