核聚变项目结构用钢获得重大突破

2017/1/18 13:53:56

 经过15年探索，中国核级用钢获得突破，并被普遍认为是未来聚变示范堆和首座商用聚变电站的首选结构材料。

来自中科院合肥物质科学研究院消息显示，近期，该院核能安全技术研究所与国内特钢企业合作，成功实现了中国低活化马氏体钢(CLAM)工业规模批量生产。单个铸锭达到6.4吨，生产工艺可重复，成分均匀性好，型材基本力学性能达到国际同类材料水平。

中科院合肥物质科学研究院官方网站9月8日公布的消息显示，6吨级CLAM钢的成功制备标志着中国突破了聚变堆用低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢工业化生产的技术瓶颈，在低活化钢规模制备方面达到国际先进水平。

低活化钢是一种高纯净核级材料，由于其具有良好的抗中子辐照性能和低活化特性及相对成熟的工业技术基础，被普遍认为是未来聚变示范堆和首座商用聚变电站的首选结构材料。一座聚变示范堆大约需要使用3500吨低活化钢，因此冶炼规模是低活化钢能否实现工业应用的关键问题之一。

为满足国际热核聚变实验堆(ITER)和未来聚变动力示范堆的建造需求，欧盟、日本和中国等ITER参与方均开展了RAFM钢的工业规模化研发工作。

上述消息介绍，核能安全技术研究所/FDS团队自2001年以来，在国家自然基金、中科院知识创新工程、科技部国际合作项目和国家磁约束核聚变能发展研究专项等项目支持下，通过与国内外相关科研单位的合作，主持开展了CLAM钢研发工作。

而经过近15年的技术攻关，FDS团队打破了国际上的技术垄断，于2015年成功制备出6.4吨规模的CLAM钢铸锭，其主成分稳定可控，杂质元素尤其是易活化元素均控制在50ppm以下，型材的基本力学性能与国外发展三十多年的同类材料Eurofer97和F82H性能相当，这标志着中国成为继欧盟和日本之后第三个成熟掌握了低活化钢工业规模制备技术的国家。目前CLAM钢已被科技部确定为中国ITER实验包层的首选结构材料。

公开资料显示，目前人类已经可以实现不受控制的核聚变。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出;而触发核聚变反应必须消耗能量，因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式：超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。

目前，世界上的核电站所的发电技术主要是核裂变。科学家们说，核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。