国际热核聚变实验堆

摘要： 【国际热核聚变实验堆组织网站2022年3月1日报道】法国核安全局(ASN)近日下令停止国际热核聚变实验堆(ITER)设备组装,直至多个安全问题得到解决。核安全局2012年批准ITER设计,并准许ITER组织(ITER Organization)在卡达拉奇(Cadarache)启动ITER建设工作。作为一项正常的监管工作,核安全局在ITER建设过程设置了若干“停工待检点”。在这些“停工待检点”,ITER组织必须证明安全相关厂房、土木结构件、系统和设备均能满足设计要求;只有得到核安全局的许可,建设工作才能继续推进。

摘要： 国际热核聚变实验堆计划旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术商业化可行性。国际热核聚变实验堆是一个能产生大规模核聚变反应的托卡马克,俗称“人造太阳”。中科院等离子体所自2009年10月正式签订ITER计划国内采购包制造任务首份合同以来,深度参与ITER计划,承担了导体、校正场线圈、超导馈线、电源、诊断、安装等采购包,占中国承担ITER采购包任务的绝大部分,为ITER计划的顺利推进作出了重要贡献。

摘要： 针对国际热核聚变实验堆(ITER)边校正场线圈测试过程的重要装置-冷屏进行结构设计、理论计算与数值模拟。选择的冷屏面板材料为6061铝合金;确定的冷却管截面为外方内圆的结构型式,其布置间距为450 mm;采用的为G10复合材料加工而成的多层叠片式柔性结构支撑件。为验证设计合理性,对冷屏各部件进行仿真分析,并通过理论计算得出冷屏表面热负荷大小,最后利用有限元方法对冷屏整体结构传热性能进行数值模拟。结果表明:冷屏部件结构强度满足材料屈服极限;热负荷理论计算结果符合技术要求;冷屏表面温度分布均匀。此设计为后续边校正场线圈测试过程提供了理论参考和技术支撑。

摘要： 多双边低碳零碳负碳科技创新合作。深度参与清洁能源部长级会议、创新使命部长级会议等多边机制下的创新合作,深化与有关国家面向碳中和目标的技术创新交流与合作。积极参与国际热核聚变实验堆计划等国际大科学工程。加大国家科技计划对碳中和领域的支持和对外开放力度,组织实施碳中和国际科技创新合作计划,探索发起碳中和相关国际大科学计划。

摘要： 我国承接的"人造太阳"核安全部件完成交付国际热核聚变实验堆又被称为"人造太阳"。近日,我国承接的"人造太阳"核安全部件——气体注入系统复合管道已经全部制造完工,最后一批产品于4月10日在广东惠州交付,最后将被运往法国投入使用。气体注入系统是"人造太阳"燃料注入的重要系统之一,主要用于为人造太阳装置提供等离子体运行、维护、控制和处理所需要的气体,被形象地称为输送气体的"大动脉"。

摘要： 针对国际热核聚变实验堆偏滤器朗缪尔探针的绝缘部件尺寸小、脆性高、机加工性能差等特点,以高纯超细氧化铝粉为原料,采用粉末注射成形工艺制备高纯氧化铝陶瓷管,并对其物相组成、微观组织、热学和电学性能进行表征和分析.结果表明,高纯氧化铝陶瓷管中氧化铝的质量分数达到99.99％,主晶相为α-氧化铝,晶粒规则,结构致密,具有优良的热导率、抗热冲击性能和电性能.

摘要： 7月28日,世界上第一个实验性"人造太阳"项目——国际热核聚变实验堆,在法国正式启动安装。这是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程,被认为是人类能源新时代的黎明。35个合作国家领导人通过远程视频参加了庆典,中国国家主席习近平致贺信。

摘要： 7月28日,"国际热核聚变实验堆计划"重大工程安装启动仪式,在ITER国际组织总部举行,正式进入装置组装阶段。人类通过和平利用核聚变能"种太阳"的美好愿望即将变成现实。"种太阳"是可控核聚变装置的俗称。ITER计划通过模仿太阳产生能量的过程,释放出取之不竭的核聚变能源。

摘要： 俄罗斯托木斯克理工大学新闻处消息,该校科研人员制定了借助超声波无损检测国际热核聚变实验堆焊接接头的计划。俄罗斯为国际热核聚变实验堆的主要系统研发和供应设备。反应堆中的等离子体参数系列诊断装置是由俄罗斯科学院西伯利亚分院布德克尔核物理研究所完成的。

摘要： 【法国法马通公司网站2020年2月24日报道】法国法马通公司(Framatome)近日在卡达拉奇(Cadarache)举行剪彩仪式,标志着一个新工程研究和运营中心投运以及Intercontr le公司完成设施扩建。工程研究和运营中心拥有一支跨学科工程团队,将作为法国原子能与替代能源委员会(CEA)和法国原子能技术公司(Technicatome)的代表,开展设施建设、安全评价和拆解工作。

摘要： 第一壁部件是国际热核聚变实验堆(ITER)的关键部件之一,其面对高温等离子材料为纯铍(纯度高于99％),铍及其化合物是公认的高毒性物质,被国际癌症研究机构评定为对人类致癌物.为了降低第一壁部件表面松散的、易被擦拭掉或扩散到空气中的铍污染物含量以保护工作人员人身安全,涉铍部件均需要进行有效清洗.本文首先对ITER项目中方增强热负荷第一壁部件进行了概要介绍,阐述了铍及其化合物的危害以及涉铍部件的表面铍污染限值,并简要介绍了ITER项目国外在涉铍部件清洗工艺上的研究情况和擦拭检测结果.在此基础上,本文着重介绍了核工业西南物理研究院基于中方增强热负荷第一壁部件在超声清洗工艺方面的研究情况,包括试验对象、清洗装置、擦拭取样方案、清洗方案及对应试样的铍污染检测结果,并进行了对比分析.结果表明,通过合理地选择超声参数、超声液体温度、部件摆放方式等,可使第一壁部件表面铍污染残留达到100μg/m2以下,其中的上表面铍污染残留则达到了更严苛的限值要求(≤10μg/m2).

摘要： 国际热核聚变实验堆(ITER)超导馈线系统向超导磁体和超导母线输送4.5K的超临界氦,单套最长传输距离达到50m.在此馈线系统中包含了众多冷质支撑,尤其是考虑到结构强度而设计了近百个全金属的高强度冷质支撑.而如何设计高效率的热截止来利用80K冷屏的冷量来使此类冷质支撑达到很好的温度梯度,从而减少对内部4.5K部件的热负荷,降低氦制冷机的工耗,是超导馈线系统结构设计的一个重点.此文阐述了超导馈线系统中用于过渡馈线的高强度冷质支撑的80K热截止的设计改进和性能测试,最终固化了高性能热截止的结构设计.通过数值分析和实验验证，新的热截止设计提供了更多的导热路径，可明显改善从80K冷屏到冷质支撑的热传导，使冷质支撑处在更合理的温度梯度下，从减少对于内部4.5K部件的热负荷，降低氦制冷机的功耗。

摘要： 流道插件(FCI)是国际热核聚变实验堆(ITER)中包层模块的重要部件,它的力学行为涉及到磁-热-流-固多物理场耦合作用.本文采用有限体积法和有限元方法,分析了磁场强度和流体入口速度对包层内流动传热效应和FCI结构安全性的影响.对磁场效应的分析表明,虽然MHD效应对流体存在不利影响,但磁场效应引起的M型速度分布改变了流体的传热形式,可以增加流体出口平均温度,提高热效率;同时,射流可降低第一壁最高温度,减小FCI最大结构热应力.此外,磁场效应还降低了FCI的热膨胀趋势,使得侧壁和Hartmann壁的法向位移有所减小.对于入口流速的分析表明,当速度增加时,PbLi流体出口平均温度降低,使其热效率降低,但流道向氦气中的热泄露有所减少,增加了出口输出热功率.当速度超过0.06m/s时,出口热功率占中子生成热功率的比例将稳定在85％左右,同时考虑到第一壁和FCI结构安全,入口速度选择0.06m/s～0.10m/s可使包层同时达到良好的传热性能和安全性能.

摘要： 国际热核聚变实验堆(ITER)的双冷锂铅(DCLL)包层涉及“磁-热-流-固”多物理耦合场问题.流道插件(FCI)作为DCLL包层的关键部件,具有隔绝热量传递和降低磁流体压降的作用.本文基于电势方法,采用PISO算法和相容守恒格式求解了包含Lorentz力的不可压Navier-Stokes方程;应用有限元方法计算了FCI在流场、热场和磁场耦合作用下的热应力和变形.采用顺序耦合法,分析了磁-热-流固耦合场中速度、温度、压力的分布形式,研究了流道插件结构内的热应力和热变形,通过MHD压降系数和热效率系数揭示了FCI结构对于包层内MHD效应和传热性能的影响规律.

摘要： 根据国际热核聚变实验堆ITER设计标准,ITER极向场线圈(PF Coils)的人工检测和连接维修任务的制定,需要开展维修方案的预评估,验证当前核设计方案的合理性和可行性.基于ITER组织提供的辐射场数据和工程模型,在核与辐射安全仿真系统RVIS2.3的支持下,开展了ITER PF4维修过程的工人职业照射剂量仿真分析,包括维修过程的虚拟漫游仿真、器官剂量实时评估、累积剂量评估和人员操作过程的虚拟培训仿真.结果表明,根据现有ITER核设计方案,ITER停堆106秒后人员进入低温室开展ITER PF4检修工作所受到的最大辐射剂量率达到了304.4μSv/hr,累积剂量为2.19mSv,最大个人辐射剂量超过了ITER设计标准,建议后续采用临时屏蔽或者推迟工人进入时间降低辐射剂量.

摘要： 国际热核聚变实验堆(ITFR)纵场磁体支撑是ITFR重要的结构安全部件之一,它受到磁体系统的净载荷、超导磁体降温/升温过程的热载荷、系统运行过程中各种电磁载荷以及可能的地震等复杂的多维载荷.为了保证该部件的安全,需对它进行全模型多维静力安全测试来模拟ITFR装置的运行工况.执行该静力加载测试,需设计和制造一个专用的测试平台.为此,建造了一个三维静力加载测试平台:包括多维测试平台的设计与有限元分析;多维测试平台的制造;静力加载测试方法.

摘要： ITER超热负荷第一壁起到屏蔽等离子体高热流辐射和限制等离子体边界的作用,其表面热负荷高达4.7MW/m2,具有弧形的面对等离子体铍瓦表面和铜铬锆合金与不锈钢基体组成的超级蒸发冷却通道结构.3种材料需可靠连接,以及时将热负荷通过4MPa、2m/s的冷却水带走,并满足ITER装置脉冲运行15000次的热疲劳寿命要求.采用我国自主研发的ITER级真空热压金属铍,分别通过热等静压和爆炸焊实现其与铜合金和合金与不锈钢的可靠连接;通过优化热处理和热加工工艺,解决了铜铬锆合金的过时效敏感性,很好地控制了合金的强度和晶粒尺寸,消除了不锈钢的应力腐蚀倾向;通过优化连接技术和界面层结构,降低了连接界面的残余应力,提高了连接可靠性.创新设计超级蒸发冷却通道结构,更好的实现了加工制造可行性,提升了部件的热疲劳寿命.按要求成功制作出ITER超热负荷第一壁全尺寸手指对单元部件和半原型部件,经受住了4.7MW/m2下7500次和5.9MW/m2下1500次高热负荷疲劳试验,通过ITER技术认证.

摘要： ITER超热负荷第一壁起到屏蔽等离子体高热流辐射和限制等离子体边界的作用,其表面热负荷高达4.7MW/m2,具有弧形的面对等离子体铍瓦表面和铜铬锆合金与不锈钢基体组成的超级蒸发冷却通道结构.3种材料需可靠连接,以及时将热负荷通过4MPa、2m/s的冷却水带走,并满足ITER装置脉冲运行15000次的热疲劳寿命要求.采用我国自主研发的ITER级真空热压金属铍,分别通过热等静压和爆炸焊实现其与铜合金和合金与不锈钢的可靠连接;通过优化热处理和热加工工艺,解决了铜铬锆合金的过时效敏感性,很好地控制了合金的强度和晶粒尺寸,消除了不锈钢的应力腐蚀倾向;通过优化连接技术和界面层结构,降低了连接界面的残余应力,提高了连接可靠性.创新设计超级蒸发冷却通道结构,更好的实现了加工制造可行性,提升了部件的热疲劳寿命.按要求成功制作出ITER超热负荷第一壁全尺寸手指对单元部件和半原型部件,经受住了4.7MW/m2下7500次和5.9MW/m2下1500次高热负荷疲劳试验,通过ITER技术认证.

摘要： ITER超热负荷第一壁起到屏蔽等离子体高热流辐射和限制等离子体边界的作用,其表面热负荷高达4.7MW/m2,具有弧形的面对等离子体铍瓦表面和铜铬锆合金与不锈钢基体组成的超级蒸发冷却通道结构.3种材料需可靠连接,以及时将热负荷通过4MPa、2m/s的冷却水带走,并满足ITER装置脉冲运行15000次的热疲劳寿命要求.采用我国自主研发的ITER级真空热压金属铍,分别通过热等静压和爆炸焊实现其与铜合金和合金与不锈钢的可靠连接;通过优化热处理和热加工工艺,解决了铜铬锆合金的过时效敏感性,很好地控制了合金的强度和晶粒尺寸,消除了不锈钢的应力腐蚀倾向;通过优化连接技术和界面层结构,降低了连接界面的残余应力,提高了连接可靠性.创新设计超级蒸发冷却通道结构,更好的实现了加工制造可行性,提升了部件的热疲劳寿命.按要求成功制作出ITER超热负荷第一壁全尺寸手指对单元部件和半原型部件,经受住了4.7MW/m2下7500次和5.9MW/m2下1500次高热负荷疲劳试验,通过ITER技术认证.

摘要： ITER超热负荷第一壁起到屏蔽等离子体高热流辐射和限制等离子体边界的作用,其表面热负荷高达4.7MW/m2,具有弧形的面对等离子体铍瓦表面和铜铬锆合金与不锈钢基体组成的超级蒸发冷却通道结构.3种材料需可靠连接,以及时将热负荷通过4MPa、2m/s的冷却水带走,并满足ITER装置脉冲运行15000次的热疲劳寿命要求.采用我国自主研发的ITER级真空热压金属铍,分别通过热等静压和爆炸焊实现其与铜合金和合金与不锈钢的可靠连接;通过优化热处理和热加工工艺,解决了铜铬锆合金的过时效敏感性,很好地控制了合金的强度和晶粒尺寸,消除了不锈钢的应力腐蚀倾向;通过优化连接技术和界面层结构,降低了连接界面的残余应力,提高了连接可靠性.创新设计超级蒸发冷却通道结构,更好的实现了加工制造可行性,提升了部件的热疲劳寿命.按要求成功制作出ITER超热负荷第一壁全尺寸手指对单元部件和半原型部件,经受住了4.7MW/m2下7500次和5.9MW/m2下1500次高热负荷疲劳试验,通过ITER技术认证.

摘要： 一种热核聚变实验堆用防氚渗透无缝U形管路的制备方法，该方法首先对覆层为铝的双金属复合管进行化学铣切预处理，然后对处理后的复合管坯实施整体冷成形工艺，充分利用覆层金属与基材冶金结合，变形过程中不易开裂分层的优良特性，并通过合理控制成形模具及其他成形零件的形状和尺寸，制备出无缝U形管路。对U形管路实施化学铣切，并根据实际的工程需要，控制铝层的厚度。采用等离子氧化方法在U形管路表面原位生成具有耐腐蚀且阻氚渗透氧化铝涂层。最终制备出带有防氚渗透及耐腐蚀的氧化铝陶瓷涂层的无缝复合U形管路。

摘要： 一种热核聚变实验堆用防氚渗透无缝U形管路的制备方法，该方法首先对覆层为铝的双金属复合管进行化学铣切预处理，然后对处理后的复合管坯实施整体冷成形工艺，充分利用覆层金属与基材冶金结合，变形过程中不易开裂分层的优良特性，并通过合理控制成形模具及其他成形零件的形状和尺寸，制备出无缝U形管路。对U形管路实施化学铣切，并根据实际的工程需要，控制铝层的厚度。采用等离子氧化方法在U形管路表面原位生成具有耐腐蚀且阻氚渗透氧化铝涂层。最终制备出带有防氚渗透及耐腐蚀的氧化铝陶瓷涂层的无缝复合U形管路。

摘要： 本发明属于热核聚变堆技术领域，具体涉及一种热核聚变堆超导线圈热屏蔽部件及其制备方法,包括：F型管A、F型管B、铜板A、铜板B、铜板C、铜铬锆钢管钎焊组件；所述铜板A3与铜板B4之间通过铜铬锆钢管钎焊组件连接，所述铜板B与铜板C之间设置有铜铬锆钢管钎焊组件；所述铜铬锆钢管钎焊组件的两端分别设置有F型管A和F型管B。

摘要： 一种核聚变反应堆。本发明涉及高能物理，尤其是离子对撞技术。本发明公布了一种离子束对撞技术，其特征是在离子束运行的路径引入一个电场来改变离子束中前端部分离子的运行速度，从而引起离子束中的离子发生碰撞；以及用该技术制造的具有很高的核子反应截面的核聚变反应堆。本发明反应堆中子剂量与控制灵活的电压相关，因此，可以用来制造以中子而不是电磁波为媒介的通讯装置，轻松实现10000千米以上直线距离信息传播。本发明适合用来生产廉价的清洁能源。如果将纳米级粉末输入反应堆中，本发明也可以用来制成散裂中子源。

摘要： 本发明属于聚变堆工况下的高性能复合管制造技术领域，具体涉及一种热核聚变堆高钎着率复合管轧制钎焊连接方法，包括如下步骤：步骤一：铜管部件的表面处理；步骤二：钢管部件的表面处理；步骤三：钎料的选择及双金属管的装配；步骤四：冷轧装配复合管；步骤五：冷轧装配复合管钎焊间隙及清洁度检查；步骤六：轧制后复合管的真空钎焊。

摘要： 本实用新型属于热核聚变堆技术领域，具体涉及一种热核聚变堆超导线圈热屏蔽部件及其制备方法,包括：F型管A、F型管B、铜板A、铜板B、铜板C、铜铬锆钢管钎焊组件；所述铜板A3与铜板B4之间通过铜铬锆钢管钎焊组件连接，所述铜板B与铜板C之间设置有铜铬锆钢管钎焊组件；所述铜铬锆钢管钎焊组件的两端分别设置有F型管A和F型管B。

摘要： 本实用新型属于机械紧固件技术领域，具体涉及一种热核聚变堆用膨胀螺栓的锥套，该锥套包括锥套薄壁端、锥套厚壁端、膨胀槽和椭圆孔，锥套薄壁端和锥套厚壁端均为筒状结构，锥套薄壁端和锥套厚壁端一体成型，锥套薄壁端和锥套厚壁端外表面均匀开有膨胀槽，膨胀槽的末端开有椭圆孔。本实用新型中锥套的膨胀槽能够提高径向膨胀位移的均匀性，避免出现局部应力过大；相邻膨胀槽的反向布置约束了两端的膨胀位移，使得最大膨胀量位于锥套的中间段，确保装配部件的界面区域与锥套完全接触，达到抵抗装配部件相对位移的目的，增强了装配的有效性；膨胀槽的末端加工有椭圆孔，能够极大地缓解末端的应力集中问题。

摘要： 一种绝缘垫圈和热核聚变堆磁体支撑组件，属于能源技术领域。该绝缘垫圈包括垫圈本体、金属粘结层和陶瓷绝缘层；垫圈本体具有用于与连接件和/或工装夹具接触的接触面以及不与连接和/或工装夹具接触的非接触面。金属粘结层仅设置于接触面或者同时设置于接触面和非接触面。陶瓷绝缘层设置于金属粘结层的远离垫圈本体的表面。通过至少在垫圈本体的接触面设置粘结层并在粘结层的表面设置陶瓷绝缘层，能够避免直接采用韧性较差的陶瓷材料制作的垫圈整体部件在承受较大的重量和冷热循环冲击时极易开裂的问题。热核聚变堆磁体支撑组件中含有的上述绝缘垫圈与其他部件接触部位具有良好的绝缘性能和抗热冲击性能。

摘要： 本发明属于实验包层模块(TBM)技术领域，具体涉及一种可以降低实验包层模块中的铁磁性材料引起的环向磁场波纹度的低环场波纹度的国际热核聚变实验堆实验包层模块。实验包层模块的前端结构包括第一壁、氚增殖区、上下盖板和隔架的材料都采用RAFM钢(低活性铁素体/马氏体钢)作为结构材料；实验包层模块后板采用非铁磁性材料316LN材料作为主体结构材料；前端结构与后板之间的界面连接采用中间过渡层结构，该中间过渡层在工况温度为300～400°C时为镍合金，工况温度为400～500°C时为镍合金和316LN材料的复合材料层。本发明大幅降低了TBM模块对ITER环向场波纹度的影响；中间过渡层构件设计中采用镍合金作为中间过渡层解决了RAFM钢与316LN钢的异材连接问题，效果明显。

摘要： 用于国际热核聚变实验堆临时电极的支撑结构,克服了现有技术采用支撑圆柱外螺纹与真空室内壁预设孔中的内螺纹连接，需要具备防松结构，导热和防振效果较差的问题，特征是支撑圆柱法兰为一个阶梯形圆柱法兰，在支撑圆柱法兰螺纹孔中安装调高螺杆，在支撑圆柱法兰的第一支撑平面上安装涨套下法兰环，在涨套下法兰环的上面安装涨套上法兰环，在涨套上法兰环的外缘和涨套下法兰环的外缘安装涨套外环，在涨套上法兰环的内孔和涨套下法兰环的内孔安装涨套内环，在涨套上法兰环圆周均布的光孔和对应的涨套下法兰环的圆周均布的螺纹孔中安装涨套紧固螺钉，有益效果是，结构简单，使用简便，体积较小、热沉较小，具有较好的导热效果和防松与防振效果。