欧洲ITER上部发射器项目通过关键设计评审,正式转入工业化制造阶段
2026-07-27 13:51
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维度网讯,2026年7月23日,欧洲聚变能源组织(F4E)宣布,由IDOM-ALSYMEX联合体承建的ITER(国际热核聚变实验堆)上部电子回旋加热发射器项目顺利通过关键设计评审,标志着这一核心聚变加热部件正式从工程研发阶段转入工业化制造阶段。

作为ITER装置电子回旋加热(ECH)系统的前端核心装备,上部发射器是维持聚变反应稳定运行的关键。该系统的作用在于向等离子体注入高能微波,使其温度超过太阳核心温度,并用于抑制磁流体不稳定性。欧洲负责制造4台上部发射器及5台堆外波导(其中第5台将与日本提供的发射器连接)。

技术参数与功能

每台上部发射器全长6米,最大输出功率达8兆瓦,相当于8000台家用微波炉的功率总和。其工作原理类似于潜望镜,利用一套镜面系统将附近建筑内电源和回旋管产生的高能微波束,通过波导传输后精准注入真空容器的顶部等离子体区域。除了高效精准地传输微波束,该部件还需满足远程维护、集成主动冷却系统以及在ITER强辐射和高热负荷极端环境下的屏蔽要求。

工程化攻坚与验证

该项目并非从零开始。此前,F4E与ITER组织(IO)团队依托瑞士等离子体中心(SPC)、卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)、荷兰衍射聚变研究所(DIFFER)及马克斯·普朗克等离子体物理研究所(IPP)等欧洲顶尖实验室在ECH物理与技术方面的深厚积累,进行了多年的工程设计优化。

为了将复杂的实验室设计转化为可靠的工业产品,IDOM-ALSYMEX联合体进行了大量的工程化攻关,包括无数次的分析、试验和原型机制造。团队搭建了全尺寸光学路径样机,并分别在瑞士SPC的FALCON测试台和德国IPP的MISTRAL测试台完成了射频测试。这些先进的欧洲测试平台能够模拟ITER的极端工况,成功验证了设计的耐受性,解决了制造公差、材料匹配及冷却系统集成等关键瓶颈。

产业闭环与合作模式

回溯至2022年7月26日,F4E曾与IDOM-ALSYMEX联合体签署了总价值高达1亿欧元的合同,涵盖设计与制造工作,工期预计六年。该项目体现了欧洲在聚变领域的全产业链协作模式:科研机构提供理论基础,F4E负责工程转化,工业联合体负责具体制造,多平台联合验证。

值得注意的是,该部件采用了多项创新技术,如使用铜铬锆合金制造反射镜以提升反射效率并应对高热负荷,以及专门设计的金刚石窗片,既能让微波束通过,又能阻挡真空容器的粒子外泄。

项目意义

F4E项目经理桑德拉·朱莉亚(Sandra Julià)表示,这一里程碑得益于ITER、F4E、工业界及实验室专家们的紧密合作,标志着团队已从蓝图转向实际操作。IDOM项目经理伊尼戈·埃莱奇格拉(Iñigo Eletxigerra)指出,经过广泛鉴定活动,团队获得了坚实的设计方案,有信心将此首创系统变为工业成功的典范。ITER组织ECH项目负责人纳塔莉亚·卡萨尔(Natalia Casal)则认为,团队逐步解决了设计、集成和可制造性的主要问题,将复杂的工程问题转化为ITER的实用解决方案。

目前,ITER装置已进入安装调试尾声。欧洲上部发射器项目的量产启动,不仅为ITER计划的顺利推进提供了保障,也为全球聚变部件供应链的成熟及未来聚变能的商业化应用奠定了坚实基础。与此同时,项目组正在最终确定波导系统的设计,该部件也将很快进入生产线。

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