中國“夸父”又有新跨越 偏濾器研制成功
10月13日上午，聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)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(jié)果顯示，該部件穩(wěn)態(tài)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于1毫米，標志著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制成功。
偏濾器作為聚變堆堆芯穩(wěn)態(tài)運行的關(guān)鍵部件，承擔排出聚變產(chǎn)物和熱量、控制雜質(zhì)等功能，服役環(huán)境極為復雜和嚴苛。CRAFT偏濾器原型部件在設計上創(chuàng)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(xiàn)氚自持提供了一種有效輔助途徑；還設計了三種結(jié)構(gòu)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。
采用平板結(jié)構(gòu)后，部件有效將鎢表面溫度控制在再結(jié)晶溫度以下，成功實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)20兆瓦/平方米的超高熱負荷，相當于打造了一面聚變堆“盾牌”。在研制過程中，研究人員形成了熱等靜壓與釬焊加爆炸焊兩條質(zhì)量穩(wěn)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(chǎn)先進聚變堆材料的發(fā)展應用。
偏濾器原型部件系統(tǒng)是聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設施項目19項系統(tǒng)中的重要一項。該部件的成功研制標志著我國偏濾器研發(fā)已實現(xiàn)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(shù)基礎。相關(guān)技術(shù)不僅能為其他聚變裝置提供技術(shù)支撐，還可拓展應用到航空航天、高端醫(yī)療設備、工業(yè)電子產(chǎn)品和新能源汽車等領域。
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