我國(guó)突破核聚變堆結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)技術(shù)瓶頸

文/蔡敏

我國(guó)突破核聚變堆結(jié)構(gòu)材料生產(chǎn)技術(shù)瓶頸

文/蔡敏

筆者10日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院了解到，該院核能安全技術(shù)研究所與國(guó)內(nèi)特鋼企業(yè)合作，成功實(shí)現(xiàn)了低活化馬氏體鋼工業(yè)規(guī)模批量生產(chǎn)。低活化鋼是一種高純凈核級(jí)材料，由于其具有良好的抗中子輻照性能和低活化特性及相對(duì)成熟的工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，被普遍認(rèn)為是未來(lái)核聚變堆和商用核聚變電站的首選結(jié)構(gòu)材料。低活化馬氏體鋼是中國(guó)從2001年開(kāi)始研發(fā)的一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低活化鋼，此前一直處于實(shí)驗(yàn)室研制和工業(yè)中試生產(chǎn)規(guī)模。中科院專家介紹，一座核聚變示范堆大約需要使用3500噸低活化鋼，因此冶煉規(guī)模是低活化鋼能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。為滿足國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆和未來(lái)核聚變動(dòng)力示范堆的建造需求，歐盟、日本和中國(guó)等國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆參與方均開(kāi)展了低活化鋼的工業(yè)規(guī)模化研發(fā)工作。

中科院核能安全技術(shù)研究所相關(guān)團(tuán)隊(duì)自2001年以來(lái)，在國(guó)家自然基金、中科院知識(shí)創(chuàng)新工程、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目和國(guó)家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，通過(guò)與國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研單位的合作，主持開(kāi)展了低活化鋼研發(fā)工作。

經(jīng)過(guò)近15年的技術(shù)攻關(guān)，中科院團(tuán)隊(duì)打破了國(guó)際上的技術(shù)壟斷，于近期成功制備出6.4噸規(guī)模的低活化馬氏體鋼鑄錠，其主成分穩(wěn)定可控，雜質(zhì)元素控制在極低水平，型材的基本力學(xué)性能與國(guó)外同類材料性能相當(dāng)。這標(biāo)志著中國(guó)成為繼歐盟和日本之后第三個(gè)成熟掌握了低活化鋼工業(yè)規(guī)模制備技術(shù)的國(guó)家。目前低活化馬氏體鋼已被科技部確定為中國(guó)ITER實(shí)驗(yàn)包的首選結(jié)構(gòu)材料。

美、法等國(guó)在20世紀(jì)80年代中期發(fā)起國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃，旨在建立世界上第一個(gè)受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過(guò)程與太陽(yáng)產(chǎn)生能量的過(guò)程類似，因此受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)裝置也被俗稱為“人造太陽(yáng)”。中國(guó)是國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆的參與國(guó)之一。