这个项目已进行10年,和钨很有关系

中华人民共和国科学技术部11月27日讯,2017年11月15-16日,ITER组织第二十一届理事会会议在ITER组织总部法国圣宝莱•杜朗兹召开。来自中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方的理事会成员和专家以及ITER组织高级官员与会。科技部国际合作司副司长陈霖豪率团出席了会议。

本次会议充分肯定了ITER组织为确保2025年实现第一等离子体的进度目标,在面临各种挑战时所做出的努力和取得的成果。经理事会批准的26个里程碑事件按照既定进度全部完成,这也是ITER组织以及各方国内执行机构协同一致、共同努力的结果。会议期间,还举办了ITER组织正式成立十周年纪念活动,全体与会人员应邀出席。科技部基础司崔拓副司长、审计署境外审计司胡学文副司长、核聚变中心罗德隆主任等随团出席了上述会议。

ITER图片

ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克,俗称"人造太阳"。2003年1月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,2006年5月,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定,这包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。我国的ITER项目命名EAST 东方超环,参加ITER计划是基于能源长远的基本需求,因为发展聚变技术是人类共同的梦想,聚变能是解决人类能源问题最具潜力的终极手段,非常重要。

ITER图片

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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另外,偏滤器也是ITER非常关键的组成部分,有学者认为偏滤器的材料应具有三项基本功。一是能沉积到表面的热量顺利带走并保证结构的安全可靠、减少应力;二是有给力的水冷结构能快迅将热量带走;三是能承受作用在偏滤器部件上的电磁载荷,并为真空室壁以及内线圈提供保护。针对这三项要求,钨能在达到要求的同时,又不会像碳和铍材料那样产生潜在放射性危害或毒害。于是2013年,国际原子能机构宣布ITER偏滤器应用钨制材料取代原先的涂碳层。

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一个一百万千瓦电站需要50万吨煤,核电站需要30吨核燃料。同样级别热核聚变电站仅需要100公斤重水和锂。相比于目前的核电站,热核聚变是非常安全的,因为聚变的产物只是氦气。资源是无限的,同时又是清洁的,所以人造太阳是未来人类终极能源。欣喜的是,我国的ITER研究已经位居世界前列, 2017年7月,EAST在世界上首次实现了5000万度等离子体,持续放电101.2秒的高约束运行,实现了从60秒到百秒量级的跨域。

100秒只是制造终极能源项目的“一小步”,今后,还将对EAST继续进行升级和优化,相信钨材料的应用也将近一步被发掘,在EAST基础上,我国自主概念的下一代核聚变装置—中国聚变工程试验堆(CFETR)已于也在紧锣密鼓飞设计研究,未来中国将使用CFETR反应堆进行发电试验, 这将是中国人自己创造的人造太阳。(中钨在线:伟平)

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