特等獎(jiǎng)！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(jiǎng)勵(lì)大會(huì)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(jí)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(xiàng)目獲得安徽省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。該成果標(biāo)志著我國(guó)在可控核聚變領(lǐng)域取得了重大突破，該榮譽(yù)是對(duì)公司科技實(shí)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(shí)驗(yàn)裝置）成功實(shí)現(xiàn)了上億度1066秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)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(yùn)行新的世界紀(jì)錄。該成果充分驗(yàn)證了聚變堆高約束模穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的可行性，是聚變研究從基礎(chǔ)科學(xué)研究邁向工程實(shí)踐的重要一步。
高約束運(yùn)行模式因其效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，是未來(lái)聚變實(shí)驗(yàn)堆和工程堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的基本模式。在實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)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(qiáng)脈沖熱流會(huì)導(dǎo)致偏濾器熱負(fù)荷過(guò)載、靶板材料濺射損傷，大量雜質(zhì)進(jìn)入芯部等離子體引起大破裂。為應(yīng)對(duì)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(xiàng)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(duì)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(mǎn)足高參數(shù)運(yùn)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(shuō)。作為最耐高溫的金屬材料，鎢的熔點(diǎn)是3400多攝氏度，在上億攝氏度高溫之下會(huì)熔化甚至揮發(fā)。用鎢包裹著銅，銅的導(dǎo)熱性很強(qiáng)，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(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受高溫等離子體的沖擊。如何實(shí)現(xiàn)鎢銅復(fù)合的無(wú)縫銜接是關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)。當(dāng)初，面對(duì)國(guó)外技術(shù)壁壘，“東方超環(huán)”找到了國(guó)內(nèi)在高溫難熔金屬領(lǐng)域首屈一指的研發(fā)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)——中國(guó)鋼研，并提出了研發(fā)鎢銅偏濾器的需求。從2008年開(kāi)始，中國(guó)鋼研所屬安泰科技開(kāi)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(kāi)發(fā)、高質(zhì)量鎢銅復(fù)合、彎曲部件高溫過(guò)程高精度控制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難題。同時(shí)，克服多重困難，在工期壓縮30%的情況下，按時(shí)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(shí)際運(yùn)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(zhǎng)時(shí)間、高參數(shù)等離子體運(yùn)行的嚴(yán)峻考驗(yàn)，為EAST裝置實(shí)現(xiàn)千秒級(jí)穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。
安徽省在我國(guó)核聚變領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位，擁有多個(gè)國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)和EAST、CRAFT、CFEDR等重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，在國(guó)際合作中保持主導(dǎo)地位。此次獲得安徽省科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)的殊榮，是對(duì)安泰科技多年來(lái)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(shí)期，項(xiàng)目建設(shè)全面提速，產(chǎn)業(yè)進(jìn)入密集催化期。今年五一期間，我國(guó)BEST（聚變能緊湊燃燒等離子體裝置）啟動(dòng)總裝階段。聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）總體進(jìn)度已達(dá)70%。當(dāng)今世界規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國(guó)際大科學(xué)工程之一，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER宣布項(xiàng)目的“人造太陽(yáng)”完成建造“電磁心臟”。
未來(lái)，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(guó)乃至全球核聚變事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)更多力量。