三菱重工和日本國家量子科學技術研究所 (QST) 已完成原型外垂直靶的生產,該靶是國際熱核實驗反應堆偏濾器的關鍵部件之一。三菱重工表示,目前已準備好進行批量生產。

原型外部垂直目標(圖片:MHI)
偏濾器是托卡馬克核聚變反應堆的核心部件之一,用于去除聚變反應產生的堆芯等離子體中的氦灰、未燃燒燃料和其他雜質,以及去除穩定約束等離子體所必需的高熱負荷和粒子負荷。偏濾器由四部分組成:外垂直靶由日本采購,盒體和內垂直靶在歐盟制造,穹頂在俄羅斯制造。
偏濾器上的熱負荷最大可達20MWt/平方米,由于外層垂直靶由于結構原因直接面對等離子體,使用環境極端,要承受來自等離子體的熱負荷和高能粒子負荷,且結構形狀極其復雜,因此需要高精度的制造加工技術。

(圖片:MHI)
三菱重工和卡塔爾海岸警衛隊表示,他們將利用通過生產該原型機獲得的技術(該原型機于 2020 年 6 月開始制造),全力投入制造該裝置,為 ITER 項目的推進做出貢獻。
今年 5 月,三菱重工獲得了 QST 的合同,將為 ITER 偏濾器供應另外 12 個外垂直靶。該合同是在 2021 年收到的制造 6 個單元(1 號單元 - 6 號單元)的初始生產訂單之后簽訂的。加上另外 12 個單元(7 號單元 - 18 號單元),三菱重工將制造總共 54 個外垂直靶中的 18 個。其余的將由 QST 制造。三菱重工表示,這些單元的生產將陸續完成,預計將于 2026 年開始向 QST 交付。
ITER 是一個重大的國際項目,旨在在法國卡達拉舍建造托卡馬克聚變裝置,旨在證明聚變作為大規模無碳能源的可行性。ITER 的目標是以 500 MW 的功率運行(連續運行至少 400 秒),輸入 50 MW 的等離子體加熱功率。看來,運行過程中可能需要額外輸入 300 MWe 的電力。ITER 不會發電。
35 個國家正在合作建造 ITER,其中歐盟承擔了近一半的建設費用,其他六個成員國(中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國)則承擔了其余費用。ITER 于 2010 年開始建設,原定于 2018 年首次產生等離子體的目標日期于 2016 年被 ITER 理事會推遲到 2025 年。然而,今年 6 月,ITER 公布了一項修訂后的項目計劃,旨在實現“科學和技術上穩健的初始運行階段,包括 2035 年的氘-氘聚變運行,隨后實現全磁能和等離子體電流運行”。
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