近日，國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)真空容器的制造取得了重要進(jìn)展。Fusion for Energy與由安薩爾多核能公司、西屋電氣和Walter Tosto組成的AMW財(cái)團(tuán)合作，成功完成了ITER真空容器第二個(gè)歐洲部分的制造。
(圖片：沃爾特·托斯托)
ITER的等離子室或真空容器是聚變反應(yīng)的關(guān)鍵部件，它不僅用于容納聚變反應(yīng)，還充當(dāng)?shù)谝坏腊踩琳?。該真空容器的?nèi)部容積達(dá)到1400立方米，由九個(gè)楔形鋼塊組成，這些鋼塊的高度超過14米，單個(gè)重量就達(dá)到了440噸。組裝后的ITER真空容器外徑為19.4米，高度為11.4米，整體重量約為5200噸。隨著后續(xù)包層和偏濾器等容器內(nèi)組件的安裝，真空容器的總重量將達(dá)到8500噸。
每個(gè)真空容器扇區(qū)由四部分組成，組裝過程中需要進(jìn)行超過1.6公里的焊接。為確保內(nèi)部組件能夠無縫集成，制造過程中需要保持小于幾毫米的精確公差，這要求采用先進(jìn)的成型和焊接技術(shù)。真空容器部件的制造工作由歐洲和韓國(guó)共同承擔(dān)，其中歐洲負(fù)責(zé)五個(gè)部件，韓國(guó)負(fù)責(zé)四個(gè)部件。
根據(jù)與ITER組織的協(xié)議，韓國(guó)最初負(fù)責(zé)生產(chǎn)兩個(gè)真空容器部件。然而，在2016年，雙方達(dá)成了一項(xiàng)額外協(xié)議，由韓國(guó)生產(chǎn)另外兩個(gè)原本分配給歐盟的部件。從2020年第一段交付開始，到去年11月最后一段交付，韓國(guó)已順利完成了四個(gè)部件的生產(chǎn)，履行了對(duì)這一重大國(guó)際項(xiàng)目的承諾。
歐洲方面，由國(guó)際熱核聚變組織歐洲國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)——能源聚變組織(F4E)負(fù)責(zé)的五個(gè)真空容器組件中的第一個(gè)于去年9月在意大利制造完成，并隨后運(yùn)抵ITER施工現(xiàn)場(chǎng)。3月5日，在意大利阿布魯佐奧爾托納阿馬雷的Walter Tosto工廠舉行的儀式上，慶祝了歐洲第二個(gè)真空容器組件的完工。工業(yè)界高級(jí)代表、政界人士和技術(shù)團(tuán)隊(duì)成員齊聚一堂，共同見證了這一重要時(shí)刻。
F4E總監(jiān)馬克·拉雪茲在儀式上致辭表示：“ITER真空容器第二部分歐洲部分的完工再次證明了我們行業(yè)卓越的制造技能，以及快速應(yīng)用第一部分經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的能力。這也表明，歐盟通過參與最大的國(guó)際核聚變項(xiàng)目，能夠成功地吸引中型企業(yè)，幫助它們成長(zhǎng)，并瞄準(zhǔn)海外市場(chǎng)。我們對(duì)這一成就感到自豪，因?yàn)樗砻鳉W洲有能力并且具有競(jìng)爭(zhēng)力。”
安薩爾多核能公司總裁Roberto Adinolfi也補(bǔ)充道：“AMW聯(lián)合體完成真空容器第二個(gè)歐盟部分的建設(shè)，證實(shí)了歐洲供應(yīng)鏈能夠結(jié)合各個(gè)公司現(xiàn)有的優(yōu)勢(shì)和能力，提供處于核技術(shù)前沿的高質(zhì)量復(fù)雜部件。”
據(jù)悉，該組件將于本月晚些時(shí)候從意大利出發(fā)，經(jīng)海運(yùn)運(yùn)往馬賽的工業(yè)港口福斯，然后再裝上拖車運(yùn)往ITER現(xiàn)場(chǎng)。歐洲剩余的三個(gè)組件正在生產(chǎn)中，并計(jì)劃在未來兩年內(nèi)交付。
ITER是一個(gè)旨在建造托卡馬克聚變裝置的大型國(guó)際項(xiàng)目，目的是證明聚變作為大規(guī)模無碳能源的可行性。ITER的目標(biāo)是以500MW的功率運(yùn)行(連續(xù)運(yùn)行至少400秒)，并輸入50MW的等離子體加熱功率。35個(gè)國(guó)家正在合作建造ITER，其中歐盟承擔(dān)了近一半的建設(shè)費(fèi)用，其他六個(gè)成員國(guó)(中國(guó)、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó))則承擔(dān)了其余費(fèi)用。
盡管ITER的建設(shè)過程面臨了一些挑戰(zhàn)，導(dǎo)致首次產(chǎn)生等離子體的目標(biāo)日期從2018年推遲到2025年，但去年6月ITER公布了一項(xiàng)修訂后的項(xiàng)目計(jì)劃，旨在實(shí)現(xiàn)“科學(xué)和技術(shù)上穩(wěn)健的初始運(yùn)營(yíng)階段，包括2035年的氘-氘聚變運(yùn)行，隨后實(shí)現(xiàn)全磁能和等離子體電流運(yùn)行”。
