中國「夸父」計畫重大突破:成功打造聚變堆「超級盾牌」

中國「夸父」計畫重大突破:成功打造聚變堆「超級盾牌」(圖:shutterstock)
中國「夸父」計畫重大突破:成功打造聚變堆「超級盾牌」(圖:shutterstock)

據中國官媒《新華社》報導,大科學裝置聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施「夸父」(CRAFT) 於 10 月 13 日上午取得了重大進展。其偏濾器原型部件順利通過了專家組的測試與驗收。測試結果顯示,中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。

偏濾器被視為聚變堆堆芯的「守門人」,是保障堆芯穩態運行的關鍵部件。它承擔著排出聚變產物、導出熱量以及控制雜質等重要功能,服役環境極為複雜和嚴苛。此次研製成功的部件具備高達 20 兆瓦 / 平方米的超高穩態熱負荷能力,這項能力已達到當前工程材料承受溫度的極限,相當於為聚變堆打造了一面堅固的「超級盾牌」。同時,靶板面向等離子體表面的鄰接誤差被控制在小於 1 毫米的範圍內。

為攻克這項技術難題,科研團隊在設計上創新性地提出了混合偏濾器包層集成設計方案。理論計算表明,該方案可將氚增殖率提升超過 3%,為聚變堆未來實現「燃料自給」——即氚自持——提供了一種有效的輔助途徑。此外,團隊還設計了三種結構可靠、可從正面拆裝的獨特靶板,驗證了部件可靠快速更換的可行性。通過採用平板結構,該部件能夠有效將鎢表面溫度控制在再結晶溫度以下,確保其在極端環境下穩定工作。

在研製過程中,研究人員形成了熱等靜壓與钎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。

報導強調,作為「夸父」項目 19 項系統中的重要一項,偏濾器原型部件的成功研製,代表中國在偏濾器研發方面已實現自主可控,為未來中國聚變堆的工程應用奠定了堅實的技術基礎。相關技術具有廣泛的拓展應用前景,不僅能為其他聚變裝置提供技術支撐,還可應用於航空航天、高端醫療設備、工業電子產品和新能源汽車等領域。


相關貼文

prev icon
next icon