文/蔡敏

我國突破核聚變堆結(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)研究所與國內(nèi)特鋼企業(yè)合作，成功實現(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成熟的工業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，被普遍認(rèn)為是未來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從2001年開始研發(fā)的一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低活化鋼，此前一直處于實驗室研制和工業(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現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。為滿足國際熱核聚變實驗堆和未來核聚變動力示范堆的建造需求，歐盟、日本和中國等國際熱核聚變實驗堆參與方均開展了低活化鋼的工業(yè)規(guī)?；邪l(fā)工作。

中科院核能安全技術(shù)研究所相關(guān)團(tuán)隊自2001年以來，在國家自然基金、中科院知識創(chuàng)新工程、科技部國際合作項目和國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專項等項目支持下，通過與國內(nèi)外相關(guān)科研單位的合作，主持開展了低活化鋼研發(fā)工作。

經(jīng)過近15年的技術(shù)攻關(guān)，中科院團(tuán)隊打破了國際上的技術(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)性能與國外同類材料性能相當(dāng)。這標(biāo)志著中國成為繼歐盟和日本之后第三個成熟掌握了低活化鋼工業(yè)規(guī)模制備技術(shù)的國家。目前低活化馬氏體鋼已被科技部確定為中國ITER實驗包的首選結(jié)構(gòu)材料。

美、法等國在20世紀(jì)80年代中期發(fā)起國際熱核聚變實驗堆計劃，旨在建立世界上第一個受控?zé)岷司圩儗嶒灧磻?yīng)堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產(chǎn)生能量的過程類似，因此受控?zé)岷司圩儗嶒炑b置也被俗稱為“人造太陽”。中國是國際熱核聚變實驗堆的參與國之一。