聚变能量导出，重大突破

AI科技 2025年10月21日 04:47 0 admin

近日，中核集团核工业西南物理研究院在磁约束核聚变能量导出关键技术领域取得重要进展。研究团队自主设计并建成了用于聚变能量导出研究的工程性液态金属和氦气工质热工研究台架，并已全面投入运行。这标志着我国构建起覆盖聚变堆全工况、具备国际领先水平的液态金属与氦冷技术研究体系，为未来聚变堆的工程化应用奠定了关键实验基础。

核聚变能被视为人类未来的理想能源，其中如何高效、安全地将聚变反应产生的高能量导出并转化为电能，是关键技术挑战之一。包层是聚变堆实现该功能的核心部件，液态金属包层与氦冷固态包层是目前国际上两条重要的技术路线。围绕这两类方案开展热工水力、磁流体动力学（MHD）效应及材料相容性等关键问题的工程验证，是推进聚变电站建设的必要前提。

在此次建设中，液态金属热工研究台架在综合性能方面达到国际领先水平，可在0-4T强磁场、300-550℃高温及多种流量条件下稳定运行，其核心参数可达聚变堆芯真实水平（哈特曼数达10000）。该平台将为我国液态锂铅包层的自主研发提供关键数据支撑，重点解决强磁环境下磁流体动力学问题及其对传热行为的影响等科学问题。

高温锂铅综合实验平台

同时，氦气工质热工研究台架则瞄准氦冷固态增殖剂包层技术方向，参考国际热核聚变实验堆（ITER）技术规范设计建造，具备4-12 MPa高压、常温-500℃宽温域稳定运行能力。该平台实现了三项关键设备国产化技术创新：自主研发的电磁轴承氦气主风机实现了转子无接触、零磨损运行；集成了高效紧凑的印刷电路板式换热器（PCHE）；并在关键阀门应用金属波纹管密封技术，实现了系统极低的泄漏率。其模块化设计不仅验证了工厂化预制与安装的可行性，也为未来ITER及商用堆建设提供了重要的成本控制参考。

聚变堆氦冷热工水力测试回路

能量导出热工实验台架的全面建成，是我国在核聚变关键设备与技术自主化能力上的重要体现。该成果显著提升了我国在液态包层和氦冷系统领域的工程验证能力与技术储备，表明我国已系统掌握包括主风机、高效换热器等在内的氦冷系统设计、制造与集成核心技术。这一进展将有力支撑我国聚变实验堆的后续建设，推动ITER计划顺利实施，为人类最终实现聚变能源梦想奠定坚实的工程与技术基础。

来源：中核集团

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