中国“夸父”又有新跨越 成功打造聚变堆“盾牌”

10月13日上午，聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）取得重要进展——偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。

测试结果显示，该部件稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米，靶板面向等离子体表面邻接误差小于1毫米，标志着我国自主设计的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件研制成功。

CRAFT偏滤器原型部件。（受访者供图）

偏滤器作为聚变堆堆芯稳态运行的关键部件，承担排出聚变产物和热量，控制杂质等重要功能，服役环境极为复杂和严苛。CRAFT偏滤器原型部件在设计上创新性地提出混合偏滤器包层集成设计方案，理论上可将氚增殖率提升超过3%，为实现氚自持提供了一种有效辅助途径；设计了三种结构可靠、可正面拆装的独特靶板，验证了可靠快速更换的可行性。

据了解，通过采用平板结构，部件有效将钨表面温度控制在再结晶温度以下，成功实现了稳态20兆瓦/平方米的超高热负荷，相当于打造了一面聚变堆“盾牌”。研究人员介绍，在其研制过程中，形成了热等静压与钎焊加爆炸焊两条质量稳定的工艺路线，全面推动了包括钾钨、弥散强化铜和低活化钢等国产先进聚变堆材料的发展应用。

偏滤器原型部件系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施项目19项系统中的重要一项。研究人员表示，该部件的成功研制标志着我国偏滤器研发已实现自主可控，为未来中国聚变堆偏滤器的工程应用奠定了坚实的技术基础。相关技术不仅能为其他聚变装置提供技术支撑，还可拓展应用到航空航天、高端医疗设备、工业电子产品和新能源汽车等领域。（记者戴威）