钨：“人造太阳”突破百万安放点的关键

近日，中国新一代“人造太阳”（HL-2M）即托卡马克核聚变装置取得了突破性进展，HL-2M等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造了我国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进了重要一步。然而，在兆安级电流下，HL-2M之所以能稳定运行与众多化学材料如难熔金属钨密切相关。

据中钨在线了解，“人造太阳”的偏滤器和面向等离子体（PFMs）都是使用钨材料制造的。偏滤器的作用是将等离子体与第一壁进行隔绝并且对流入杂质进行屏蔽，由于直接与高温气体接触，所以其应选用具有高熔点、较好的高温强度、较佳的塑性、耐烧蚀和耐冲击等优点的材料如钨铜复合材料来制作。

面向等离子体材料是指在托卡马克装置内直接面向高温等离子体，用来保护第一壁和钨铜偏滤器的材料，需在极高温度和极强冲击力的环境下工作。纳米孔道钨薄膜凭借着其高熔化温度、高热导率、低物理溅射率、低燃料滞留、小蒸发速度、无放射性、大比表面积等优点，成为了PFMs的首选。

由此可见，托卡马克核聚变实验装置的制造凝结了多数钨研究者的智慧。相关阅读：

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钨成“人造太阳”向1亿摄氏度100秒目标前进的关键材料

据悉，HL-2M是中国环流器二号m装置，是中国新一代的磁约束可控核聚变实验研究装置，是目前中国最大、参数最高的托卡马克装置，采用了先进的结构与控制方式，等离子体电流强度的设计能力可提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿摄氏度，规模和参数能力均超过以往，能实现高密度、高比压、高自举电流运行。

等离子体电流是指组成等离子体的电子和离子在外界作用力下进行定向运动而产生的电流，是托卡马克产生磁场的重要来源。等离子体电流强度是托卡马克核聚变装置的核心参数，该装置也必须在等离子体电流达到1兆安的条件下才能稳定运行。

因此，“人造太阳”此次的突破对我国深度参与国际热核聚变实验堆（ITER）及自主设计运行聚变堆具有重要意义。

注：自举电流是在磁约束环形非均匀等离子体中，由磁场的不均匀性产生的捕获粒子作香蕉轨道运动时会发生沿磁场的漂移运动，从而产生沿磁场的电流；是由于粒子的导心运动引起的；是等离子体自发产生的非感应电流。

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