我國突破核聚變堆結構材料生產技術瓶頸

文/蔡敏

我國突破核聚變堆結構材料生產技術瓶頸

文/蔡敏

筆者10日從中科院合肥物質科學研究院了解到，該院核能安全技術研究所與國內特鋼企業合作，成功實現了低活化馬氏體鋼工業規模批量生產。低活化鋼是一種高純凈核級材料，由于其具有良好的抗中子輻照性能和低活化特性及相對成熟的工業技術基礎，被普遍認為是未來核聚變堆和商用核聚變電站的首選結構材料。低活化馬氏體鋼是中國從2001年開始研發的一種具有自主知識產權的低活化鋼，此前一直處于實驗室研制和工業中試生產規模。中科院專家介紹，一座核聚變示范堆大約需要使用3500噸低活化鋼，因此冶煉規模是低活化鋼能否實現工業應用的關鍵問題之一。為滿足國際熱核聚變實驗堆和未來核聚變動力示范堆的建造需求，歐盟、日本和中國等國際熱核聚變實驗堆參與方均開展了低活化鋼的工業規模化研發工作。

中科院核能安全技術研究所相關團隊自2001年以來，在國家自然基金、中科院知識創新工程、科技部國際合作項目和國家磁約束核聚變能發展研究專項等項目支持下，通過與國內外相關科研單位的合作，主持開展了低活化鋼研發工作。

經過近15年的技術攻關，中科院團隊打破了國際上的技術壟斷，于近期成功制備出6.4噸規模的低活化馬氏體鋼鑄錠，其主成分穩定可控，雜質元素控制在極低水平，型材的基本力學性能與國外同類材料性能相當。這標志著中國成為繼歐盟和日本之后第三個成熟掌握了低活化鋼工業規模制備技術的國家。目前低活化馬氏體鋼已被科技部確定為中國ITER實驗包的首選結構材料。

美、法等國在20世紀80年代中期發起國際熱核聚變實驗堆計劃，旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產生能量的過程類似，因此受控熱核聚變實驗裝置也被俗稱為“人造太陽”。中國是國際熱核聚變實驗堆的參與國之一。