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中国团队在ITER壁处理技术领域实现GDC与硼化系统链条贯通的进展及其对未来聚变研究的影响

中核集团的核工业西南物理研究院团队在国际热核聚变实验堆(ITER)装置壁处理技术方面取得关键进展。该进展包括顺利通过辉光放电清洗系统(GDC)永久电极项目补充设计最终评审,并牵头联合签署了硼化系统与X射线晶体光谱仪供气系统合同,覆盖了从GDC到硼化的完整技术链条。

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中核集团的核工业西南物理研究院团队在国际热核聚变实验堆(ITER)装置壁处理技术领域取得了进展,这直接关系到未来“人造太阳”反应堆的关键部件——第一壁的处理工艺。此次的技术突破覆盖了辉光放电清洗系统(GDC)和硼化两大核心系统,标志着中国团队在全球最大此类设施的壁处理技术链条实现了贯通。

从具体的技术节点来看,核工业西南物理研究院团队顺利通过了辉光放电清洗系统(GDC)永久电极项目补充设计最终评审(Delta FDR)。此次Delta FDR专项评审攻克了电极在复杂空间内的制造可行性难题。GDC本身的功能是通过辉光放电产生冷等离子体,进而轰击并清除器壁吸附的残余气体和杂质,是保障反应堆内部环境清洁的关键步骤。

与此同时,中核集团团队牵头并联合中核二三在法国签署了硼化系统与X射线晶体光谱仪(XRCS)供气系统设计制造合同。该硼化系统具有重要意义,它通过辉光放电辅助沉积,能够在所有面向等离子体的表面镀上一层仅10至100纳米厚的硼膜。值得注意的是,该硼化系统是ITER首次引入此功能。

这两项技术任务的推进与ITER在2023年将第一壁从金属铍更换为金属钨的战略性设计变更直接相关。全钨第一壁的面积预计约为600平方米,这一材料替换本身就代表了聚变研究设计理念的重大演进。

背景分析显示,聚变反应堆的第一壁材料选择和表面处理工艺是决定实验能否顺利进行的核心瓶颈之一。从金属铍到金属钨的更换,以及引入GDC清洗和硼化保护层,构成了一个完整的、多层次的防护与清洁体系。联合体将承担从详细设计、设备制造到现场安装的全周期任务,体现了技术链条贯通的深度。

时间线方面,GDC项目已于2026年6月正式进入制造阶段,这为后续的系统集成和测试设定了明确的时间节点。此外,ITER组织副总干事罗德隆对GDC与硼化项目的协同推进给予了高度肯定,侧面印证了该技术链条的先进性和重要性。

影响分析方面,此次技术的贯通意味着中国团队在关键部件的工艺实现能力上达到了国际领先水平。这不仅解决了ITER壁处理流程中的两个核心环节(清洗和表面钝化)的技术难题,也为后续更复杂的聚变实验条件下的材料兼容性和长期运行可靠性提供了技术支撑。

读者提示:对于关注核能前沿技术的读者而言,理解GDC的“清洁”作用与硼化的“保护层”沉积机制,是把握当前研究进展的关键。这些工艺的协同工作,共同保障了高功率等离子体环境下的设备完整性。

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