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"夸父的盾"!中国造出CRAFT人造太阳聚变装置偏滤器保护罩 #聚变 #人造太阳 #人造太阳可控核聚变 #夸父craft #清洁能源 "夸父"(聚变堆主机关键系统综合研究设施,CRAFT)是国家"十三五"重大科技基础设施项目,位于安徽省合肥市庐阳区 合肥未来大科学城,为 合肥综合性国家科学中心 第五个大科学装置及首个落地的国家重大科技基础设施项目 核聚变反应,是指轻核在高温高压条件下结合成更重的原子核,并释放出巨大能量的过程。比如氘和氚这类氢的同位素,在超过1亿摄氏度的温度下,被迫克服库仑斥力相互融合,形成氦核,同时释放出中子与高能量。这就是太阳发光发热的原理,人类称其为“人造小太阳”。 与核裂变不同,聚变原料丰富、过程清洁、不产生高寿命核废料,一升海水中的氘就能释放相当于数百升汽油的能量。如果能实现稳定可控聚变,人类将获得几乎取之不尽的清洁能源,能源格局将被彻底改变。这也是全球科学界争相追逐的终极能源技术目标。 偏滤器(Divertor)是什么? 在聚变堆内部,等离子体在产生能量的同时,也会释放出大量高能粒子和杂质。 偏滤器就像“尾气排放系统”+“高能粒子吸收器”,用于: 杂质和高能粒子引导出去,防止堆芯被烧毁 承受接近20 兆瓦/m²级别的热流冲击(接近航天器重返大气层的热流密度) 保持等离子体纯净,提高聚变效率和稳定性 在ITER中,偏滤器是最难制造和维护的部件之一,被称为**“聚变堆最热的地方”**。 夸父 CRAFT 是中国为建设未来聚变工程堆 CFETR 而打造的关键技术验证平台,其中偏滤器原型部件是最核心、难度最高的装备之一。偏滤器位于聚变堆真空室底部,主要任务是引导并排出高能粒子和杂质,同时承受极高热流冲击,可比作聚变堆的“高温废气处理系统”。在聚变反应中,等离子体边缘区域会产生接近 10MW/m² 甚至更高的热流密度,相当于航天器再入大气层时所受热流的数倍,对材料与冷却结构是极限考验。 CRAFT 制造的偏滤器原型是全尺寸工程级模块,不是实验室模型,而是接近未来商业堆实际使用的规格。它采用钨等高熔点材料与铜合金冷却通道复合结构,通过高精度热负载试验,验证了其长期稳定散热能力。该成果表明,中国已具备自主设计、制造并测试聚变堆极高热流部件的工程化能力,为CFETR乃至未来商用聚变电站奠定了核心技术基础。
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