钨应用于核聚变装置优势

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年7月22日星期三 16:36; 作者：wenjing; 点击数：1268

受控热核聚变能的利用是公认的有望解决人类未来能源需求的主要途径，材料问题是决定聚变能能否开发成功的关键之一，其中包括“面向等离子体材料” （PFM）。这种材料是在核聚变反应装置中直接面对等离子体的第一壁、偏滤器及限制器的装甲材料。PFM的主要功能是：有效控制进入等离子体的杂质；有效移走辐射到材料表面的热；保护非正常停堆时其它部件免受等离子体轰击而损坏。

目前使用的PFM可分为低原子序数（低Ｚ）材料和高原子序数（高Ｚ）材料两大类。 PFM关系到等离子体的稳定性及第一壁结构材料和元件的安全。低Z材料在中子辐照的条件下会引发铍晶体结构的变化并引起肿胀以及性能恶化，如韧性降低、导热率降低等；同时，由于一些低Ｚ材料有毒，其未来的应用受到限制。

如果边缘等离子体温度低到使PFM的溅射产额不足以威胁等离子体的程度，就可使用高原子序数的难熔金属或合金。近年来,随着人们对等离子体约束水平的提高以及偏滤器位形的发展,等离子体边缘的温度已经降低到钨发生物理溅射的临界温度以下。作为高Ｚ材料的钨因其高熔点和高导热率、低溅射率、低氚滞留、无化学刻蚀以及高的抗等离子体冲刷能力等，钨或钨合金材料被应用于核聚变装置中作为面向等离子体材料而显示出突出的综合优势。

图为制造核聚变装置面向等离子体钨材料。

钨屏蔽材料

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