中国钢研:自主研发“人造太阳”重要关键部件

中国钢研:自主研发“人造太阳”重要关键部件 ◎本报讯记者 刘园园

上年5月,国家重大高新科技基础设施建设EAST全超导体托卡马克装置(“中国东方超环”)传出喜讯:完成可反复的1.2亿℃101秒等离子运作和1.6亿℃20秒等离子运作,再度造就托卡马克实验装置运作一个新的世界记录。

有“人造太阳”之称的可控核聚变实验装置“中国东方超环”运作标准极为苛刻。设备里的偏过滤装置所扮演的角色如同发动机的排气管,可控核聚变反映的物质必须根据偏过滤装置排掉。偏过滤装置持续承担更为恶劣的高热和粒子流的冲击性,暂态持续高温比火箭弹喷涌的火焰的温度还需要高。

“中国东方超环”的偏过滤装置由中国钢研科技集团有限责任公司(下称中国钢研)隶属安泰科技有限责任公司(下称安泰科技)研发。法国的超导体托卡马克装置(WEST)所选用的偏过滤装置也由这一家公司独家代理供应,一起该公司或是国际性热核反应试验堆(ITER)钨铜偏过滤装置的重要生产商。

以下是一个自主研发、提升核心技术,从跟跑、并跑到完成领先的“逆转”小故事——

钨铜复合型,偏过滤装置最理想化的原材料

初期可控核聚变设备关键选用高纯石墨偏过滤装置,但无法满足高主要参数运作的标准。“专家慢慢把眼光看向钨这类最耐热的金属材料,并觉得钨铜复合型部件是可控核聚变设备偏过滤装置最理想化的挑选。”安泰科技研发人员秦思贵说。

做为最耐热的金属复合材料,钨的溶点是3400多摄氏度,在上亿℃持续高温下会熔融乃至蒸发。用钨包裹着铜,铜的传热性较强,空调铜管里再应用冷却循环水快速把发热量带去。那样,钨铜复合材质就可长期承受持续高温等离子的冲击性。

如何做到钨铜复合型的无缝衔接是重要的技术难点。当时,应对海外技术要求,“中国东方超环”找到中国在持续高温硅化物金属材料行业首屈一指的研制生产制造组织——中国钢研,并提出了产品研发钨铜偏过滤装置的要求。

从2008年逐渐,中国钢研隶属安泰科技打开了钨铜偏过滤装置的研发之旅。

历经数次不成功,正中间基本上要舍弃

安泰科技研发人员史英丽告知新闻记者,从材料研发、复合型联接到无损检测技术,全是从零开始。产品研发并没有使用说明和“防坑手册”。团队只有不断尝试和实验,干起来不区分白天和黑夜。

史英丽对那时候的研发过程记忆深刻:一次不好,再来一次。失败后就分析原因,改整,攻破一个问题,又发展更新难题。大白天搞产品研发,夜里头脑风暴游戏。在很长一段时间内,全部团队除开入睡以外基本上没有休息。

2022-07-21

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