這個項目已進行10年,和鎢很有關係

中華人民共和國科學技術部11月27日訊,2017年11月15-16日,ITER組織第二十一屆理事會會議在ITER組織總部法國聖寶萊•杜朗茲召開。來自中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方的理事會成員和專家以及ITER組織高級官員與會。科技部國際合作司副司長陳霖豪率團出席了會議。

本次會議充分肯定了ITER組織為確保2025年實現第一等離子體的進度目標,在面臨各種挑戰時所做出的努力和取得的成果。經理事會批准的26個里程碑事件按照既定進度全部完成,這也是ITER組織以及各方國內執行機構協同一致、共同努力的結果。會議期間,還舉辦了ITER組織正式成立十周年紀念活動,全體與會人員應邀出席。科技部基礎司崔拓副司長、審計署境外審計司胡學文副司長、核聚變中心羅德隆主任等隨團出席了上述會議。

ITER图片

ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克,俗稱"人造太陽"。2003年1月,國務院批准我國參加ITER計畫談判,2006年5月,經國務院批准,中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計畫協定,這包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家,覆蓋的人口接近全球一半。我國的ITER項目命名EAST 東方超環,參加ITER計畫是基於能源長遠的基本需求,因為發展聚變技術是人類共同的夢想,聚變能是解決人類能源問題最具潛力的終極手段,非常重要。

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钨是ITER的重要材料之一,是人造太阳的第一壁和偏滤器的主要原材料。未来ITER开始运行后,氘氚等离子体将会在温度高达1亿摄氏度的反应器中燃烧。要保证这个“人造太阳”不熄火,需要大约3公斤的氚在复杂的管路中不断循环,聚变装置中极端高温、高辐照,材料的原有性能容易失效,而氚又十分容易渗透,这也对涉氚材料和设备提出极其苛刻的要求。钨是熔点是3410℃,是熔点最高的金属之一,也是密度最大的金属之一。在正常、稳定操作ITER的情况下,只有钨合金材料能在高温产生最少的副作用影响,这是钨合金材料能成为ITER第一壁主材的主要原因。

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鎢是ITER的重要材料之一,是人造太陽的第一壁和偏濾器的主要原材料。未來ITER開始運行後,氘氚等離子體將會在溫度高達1億攝氏度的反應器中燃燒。要保證這個“人造太陽”不熄火,需要大約3公斤的氚在複雜的管路中不斷迴圈,聚變裝置中極端高溫、高輻照,材料的原有性能容易失效,而氚又十分容易滲透,這也對涉氚材料和設備提出極其苛刻的要求。鎢是熔點是3410℃,是熔點最高的金屬之一,也是密度最大的金屬之一。在正常、穩定操作ITER的情況下,只有鎢合金材料能在高溫產生最少的副作用影響,這是鎢合金材料能成為ITER第一壁主材的主要原因。

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另外,偏濾器也是ITER非常關鍵的組成部分,有學者認為偏濾器的材料應具有三項基本功。一是能沉積到表面的熱量順利帶走並保證結構的安全可靠、減少應力;二是有給力的水冷結構能快迅將熱量帶走;三是能承受作用在偏濾器部件上的電磁載荷,並為真空室壁以及內線圈提供保護。針對這三項要求,鎢能在達到要求的同時,又不會像碳和鈹材料那樣產生潛在放射性危害或毒害。於是2013年,國際原子能機構宣佈ITER偏濾器應用鎢制材料取代原先的塗碳層。

100秒只是製造終極能源專案的“一小步”,今後,還將對EAST繼續進行升級和優化,相信鎢材料的應用也將近一步被發掘,在EAST基礎上,我國自主概念的下一代核聚變裝置—中國聚變工程試驗堆(CFETR)已於也在緊鑼密鼓飛設計研究,未來中國將使用CFETR反應堆進行發電試驗, 這將是中國人自己創造的人造太陽。

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