钨铜面向等离子体部件制造技术日趋

钨铜面向等离子体部件制造技术日趋


完善

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所为WEST研制的钨铜面向等离子体部件(W/Cu-PFC)试验模块在法国的高热负荷(HHF)测试中表现优异。

相关结果显示,W/Cu穿管(Monoblock)模块钨块承受住了1200次10MW/m2和300次20MW/m2热负荷辐照;其中一个钨块承受住了500次10MW/m2和500次20MW/m2热负荷辐照,超出了国际热核聚变实验堆ITER对20MW/m2热负荷辐照300次的要求。另外,W/Cu平板(Flat type)模块FT1承受住了102次10MW/m2、102次15MW/m2和302次20MW/m2热负荷辐照;平板模块FT2承受住了302次10MW/m2、102次15MW/m2和102次20MW/m2热负荷辐照。平板模块的辐照结果远远超出了5MW/m2的ITER设计要求,刷新了W/Cu平板部件HHF试验的已知记录,证明了等离子体所W/Cu-PFC连接技术的先进性。

钨铜穿管模块测试结果

 

W/Cu穿管和平板结构以其高耐热、低溅射、低滞留和高导热等优点,为ITER偏滤器靶板和穹顶PFC设计所采用。但因钨和铜两种材料的性能差异极大,二者的焊接结合是W/Cu部件的制造难点。在多次研发实验后EAST上偏滤器W/Cu-PFC的批量生产,针对W/Cu-PFC出现的问题,提出维修方案并开发出相应的修复和检测技术,保障了EAST实验的顺利进行,实验中,W/Cu偏滤器承受住了全程烘烤以及数十炮的长脉冲放电考验。等离子体所在国际上首次实现了W/Cu-PFC的批量生产,在EAST上实现了主动冷却全钨偏滤器,为ITER钨偏滤器的关键工程技术验证提供了优异的合金材料。

钨铜平板模块测试结果

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