特等獎！安泰科技核聚變高性能鎢銅部件再獲殊榮
技術(shù)中心 閱讀 02025年5月12日，安徽省科學(xué)技術(shù)獎勵大會隆重舉行，作為重要成員之一，安泰科技參與的 “EAST大科學(xué)裝置千秒級穩(wěn)態(tài)高參數(shù)等離子體關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用” 項目獲得安徽省科技進步特等獎。該成果標(biāo)志著我國在可控核聚變領(lǐng)域取得了重大突破，該榮譽是對公司科技實力的高度認(rèn)可。
今年1月20日，EAST大科學(xué)裝置（全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置）成功實現(xiàn)了上億度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，這是繼2021年5月28日創(chuàng)“億度百秒”世界紀(jì)錄后，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模運行新的世界紀(jì)錄。該成果充分驗證了聚變堆高約束模穩(wěn)態(tài)運行的可行性，是聚變研究從基礎(chǔ)科學(xué)研究邁向工程實踐的重要一步。
高約束運行模式因其效率高、經(jīng)濟性強，是未來聚變實驗堆和工程堆穩(wěn)態(tài)運行的基本模式。在實驗裝置上實現(xiàn)長脈沖穩(wěn)態(tài)高約束模挑戰(zhàn)大、難度高，所面臨的最大挑戰(zhàn)是該模式下釋放的強脈沖熱流會導(dǎo)致偏濾器熱負(fù)荷過載、靶板材料濺射損傷，大量雜質(zhì)進入芯部等離子體引起大破裂。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，需要解決等離子體與壁相互作用、第一壁材料承受高溫和高效冷卻、精密控制等多項技術(shù)和工程難題。
偏濾器和限制器作為核聚變裝置中直接面對高溫等離子體的核心部件，是承受熱負(fù)荷最高的部位。早期核聚變裝置主要采用石墨偏濾器，但不能滿足高參數(shù)運行的要求。“科學(xué)家們逐漸把目光投向鎢這種最耐高溫的金屬，并認(rèn)為鎢銅復(fù)合組件是核聚變裝置偏濾器最理想的選擇。”安泰科技研發(fā)人員秦思貴說。作為最耐高溫的金屬材料，鎢的熔點是3400多攝氏度，在上億攝氏度高溫之下會熔化甚至揮發(fā)。用鎢包裹著銅，銅的導(dǎo)熱性很強，銅管里再使用冷卻水迅速把熱量帶走。這樣，鎢銅復(fù)合材料就能長時間經(jīng)受高溫等離子體的沖擊。如何實現(xiàn)鎢銅復(fù)合的無縫銜接是關(guān)鍵的技術(shù)難點。當(dāng)初，面對國外技術(shù)壁壘，“東方超環(huán)”找到了國內(nèi)在高溫難熔金屬領(lǐng)域首屈一指的研發(fā)生產(chǎn)機構(gòu)——中國鋼研，并提出了研發(fā)鎢銅偏濾器的需求。從2008年開始，中國鋼研所屬安泰科技開啟了鎢銅偏濾器的研制之路。多年間，安泰科技攻克高性能材料開發(fā)、高質(zhì)量鎢銅復(fù)合、彎曲部件高溫過程高精度控制等多項關(guān)鍵技術(shù)難題。同時，克服多重困難，在工期壓縮30%的情況下，按時完成了偏濾器和限制器部件的研制生產(chǎn)任務(wù)。
在EAST裝置的實際運行中，安泰科技提供的偏濾器和限制器表現(xiàn)出色，經(jīng)受住了長時間、高參數(shù)等離子體運行的嚴(yán)峻考驗，為EAST裝置實現(xiàn)千秒級穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行提供了堅實保障。
安徽省在我國核聚變領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位，擁有多個國家級科研機構(gòu)和EAST、CRAFT、CFEDR等重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，在國際合作中保持主導(dǎo)地位。此次獲得安徽省科技進步特等獎的殊榮，是對安泰科技多年來深耕核聚變領(lǐng)域的肯定與鞭策。
據(jù)了解，全球可控核聚變正處于高速發(fā)展黃金時期，項目建設(shè)全面提速，產(chǎn)業(yè)進入密集催化期。今年五一期間，我國BEST（聚變能緊湊燃燒等離子體裝置）啟動總裝階段。聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）總體進度已達70%。當(dāng)今世界規(guī)模最大、影響最深遠的國際大科學(xué)工程之一，國際熱核聚變實驗堆ITER宣布項目的“人造太陽”完成建造“電磁心臟”。
未來，安泰科技將繼續(xù)加大在核聚變關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面的投入，不斷提升材料性能和產(chǎn)品質(zhì)量，為我國乃至全球核聚變事業(yè)發(fā)展貢獻更多力量。