
【导语】在全球能源格局深刻变革背景下,清洁高效能源技术成关键。我国科研团队积极探索聚变能源路径,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)的偏滤器原型部件研制成功,达国际领先水平,不仅为聚变堆打造“超级盾牌”,其关键技术还具备广泛应用潜力,为未来能源发展照亮新方向。
能源是现代社会运行的重要支撑,既关乎经济发展的动力,也影响着民生福祉和国家安全。随着全球能源格局的深刻变革,清洁、高效、可持续的能源技术正成为各国科技创新和产业升级的关键方向。
推动能源结构转型,不仅是应对气候变化的必然选择,更是实现高质量(liàng)发(fā)展(zhǎn)的(de)重(zhòng)要(yào)途(tú)径。在(zài)这(zhè)一(yī)进(jìn)程(chéng)中(zhōng),我(wǒ)国(guó)科(kē)研(yán)团(tuán)队(duì)持(chí)续(xù)攻(gōng)关,积(jī)极(jí)探(tàn)索(suǒ)以(yǐ)聚(jù)变(biàn)能(néng)源(yuán)为(wèi)代(dài)表(biǎo)的(de)新(xīn)型(xíng)能(néng)源(yuán)路径,不(bù)断(duàn)取(qǔ)得(de)具(jù)有(yǒu)标(biāo)志(zhì)性(xìng)意(yì)义(yì)的(de)进(jìn)展(zhǎn)。核(hé)聚(jù)变(biàn)能(néng)释(shì)放(fàng)巨(jù)大(dà)的(de)能(néng)量(liàng),同(tóng)时(shí)几(jǐ)乎(hu)不(bù)产(chǎn)生(shēng)污(wū)染(rǎn),如(rú)果(guǒ)实(shí)现(xiàn)工(gōng)程(chéng)化(huà)应(yīng)用(yòng),将(jiāng)为(wèi)未(wèi)来(lái)能(néng)源(yuán)体(tǐ)系(xì)带(dài)来(lái)革(gé)命(mìng)性(xìng)变(biàn)化(huà)。

聚(jù)变(biàn)堆(duī)主机(jī)关键系(xì)统(tǒng)综(zōng)合(hé)研(yán)究(jiū)设(shè)施(shī)“夸(kuā)父(fù)”(CRAFT)取(qǔ)得重要进展——偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。
测试结果显示,该部件稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米,靶板面向等离子体表面邻接误差小于1毫米,标志着我国自主设计的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件研制成(chéng)功(gōng)。
作(zuò)为(wèi)聚(jù)变(biàn)堆(duī)堆(duī)芯(xīn)的(de)“守(shǒu)门(mén)人(rén)”,偏(piān)滤(lǜ)器(qì)承(chéng)担(dān)着(zhe)排(pái)出(chū)聚(jù)变(biàn)产(chǎn)物(wù)、导(dǎo)出(chū)热(rè)量(liàng)、控(kòng)制(zhì)杂(zá)质(zhì)的(de)关键任(rèn)务(wu),长(zhǎng)期(qī)处(chù)于(yú)极(jí)端(duān)复(fù)杂(zá)的(de)服(fú)役(yì)环(huán)境(jìng)中(zhōng)。此(cǐ)次(cì)研(yán)制成功的偏滤器原型部件,不仅是国际上尺寸最大的同类部件,更具备20兆瓦每平方米的超高稳态热负荷能力,达到了当前工程材料承受温度的极限,相当于给聚变堆打造了一面“超级盾牌”。
在聚变能源的实际运行中,核心装置不仅要产生巨大的能量,还必须能够承受极端的高温、高粒子流和复杂环境。因此,围绕聚变堆核心系统的关键部件研发成为科研团队攻关的重点。这些部件就像堆芯的“守护者”,承担着稳定运行和安全保障的任务,其技术难度和工程要求极高。正是在这样的背景下,偏滤器作为聚变堆堆芯的重要组成,承担起排出聚变产物、导出热量、控制杂质的关键使命,其性能直接关系到聚变堆的稳定性和安全性。

为攻克这一技术难题,科研团队创新提出混合偏滤器包层集成设计方案,理论上能让氚增殖率提升超3%,为聚变堆实现“燃料自给”氚自持提供了重要助力。同时,团队设计的(de)三(sān)种(zhǒng)独(dú)特靶板可正面拆装,验证了部件快速更换的可行性;通过采用平板结构为部件打造出一层“防护铠甲”,使其能在极端环境下稳定工作。在研制过程中,科研团队还形成了质量稳定的工艺路线,推动了国产先进聚变材料的应用。
在攻克偏滤器技术难题的过程中,科研团队不仅在理论设计上提出创新方案,也在结构和工艺上进行了多重优化,使部件在极端环境下能够高效、稳定运行。

从古老神话中“夸父逐日”的追光故事,到今日科研团队以“夸父”之名探索聚变能源,人类对清洁、高效能源的追求从未停歇。偏滤器原型部件的成功研制标志着我国在(zài)偏滤器技术(shù)上(shàng)实现了自主可控,为未来聚变堆的工程化应用奠定了坚实基础。科研团队表示,该部件的关键技术不仅可为其他聚变装置提供支撑,还具备广泛应用潜力,涵盖航空航天、高端医(yī)疗(liáo)设备、工业电子和新能源汽车等领域。随着CRAFT项目的持续推进,这一新型能源有望为未来提供安全、稳定、几乎取之不尽的绿色能源,照亮人类能源发展的新方向。
作者:北京城市学院国际文化与传播学部 赵庭月
审核:北京城市学院国际文化与传播学部教授、硕士生导师 邓兴军
综合来源:中国新闻网、光明日报、新华社
