京都融合株式会社(Kyoto Fusioning Co., Ltd.,以下简称“KF”)近日宣布,从国立研究开发法人量子科学技術研究開発機構(QST)获得了一项重要订单:为国际热核聚变实验堆(ITER)测试包层系统开发氚回收系统(TES)及氚计量系统(TAS)的样机。该项目旨在日本国内提前进行制造风险排查与技术验证,为后续在南法国建设的ITER装置中的实际安装奠定坚实基础。
此次开发的样机将充分利用KF在氚处理领域积累的技术诀窍,由KF负责设计与制造,并运送至位于青森县六所村的QST六所聚变能源研究所的包层工程试验楼进行安装。随后,该样机将被用于ITER计划中测试包层模块(TBM)计划的实装前试验与验证环节。
氚自给核心:TES与TAS系统的关键作用
在ITER众多参与方中,TBM计划是一个特殊的框架,允许各国引入各自独立开发的技术进行有效性比较与验证。KF此次承担的任务涉及两个核心子系统:氚回收系统(TES)和氚计量系统(TAS),它们是未来聚变能源工厂实现燃料自给不可或缺的中枢设备。
TES系统负责从包层内生成的混合气体中提取并分离氚。该设备由干燥塔、钯扩散器等多个处理装置组成,其中钯扩散器能够选择性地让氚透过,从而高效去除水分等杂质,是实现聚变燃料制造技术的关键环节。而TAS系统则专注于对回收后的氚进行高精度测量与管理,这对于确保聚变电厂的燃料平衡及运行安全至关重要。
除了硬件开发,KF还将负责构建基于ITER标准控制软件CODAC Core System的远程控制系统。通过在等同于ITER设备的环境中进行验证,KF旨在证明未来实机操作所需的远程控制技术可靠性。
官民协作推动聚变能源商业化进程
QST作为日本聚变能源研发的核心机构,一直在六所聚变能源研究所推进包层工程及氚处理技术的研发。KF则专注于聚变电厂所需设备与系统的整合工程,自创立以来便致力于增殖包层、氚燃料循环及相关系统的设计开发。
值得一提的是,KF与加拿大原子能有限公司(AECL)合资成立的Fusion Fuel Cycles公司,目前正在加拿大建设全球首个集成型氚燃料循环系统测试设施“UNITY-2”。该设施集成了世界最先进的氚纯化与计量技术,KF将把在此积累的技术优势反哺到ITER的TBM计划中。
KF代表取缔役社长兼COO世古圭表示:“能在ITER计划的TBM项目中承担部分QST的研究工作,我们深感荣幸。我们将依托QST在固体增殖水冷包层技术上的****基础,结合民间企业的灵活优势,通过官民合作加速聚变能源的社会化落地。”
随着全球对清洁能源需求的激增,核聚变作为**能源解决方案的战略地位日益凸显。日本此次在国内提前进行关键子系统的样机验证,体现了其在聚变技术领域“步步为营”的研发策略。这种通过国内中试平台降低海外大型项目风险的做法,不仅保障了ITER计划的顺利推进,也为未来商业聚变电站的工程化积累了宝贵经验。
对于中国聚变行业而言,这一动态提示了氚燃料循环技术是聚变堆实现能量净增益与持续运行的瓶颈所在。中国在“人造太阳”EAST及CFETR(中国聚变工程实验堆)项目中已具备深厚积累,未来在包层材料与氚处理系统的工程化集成上,可借鉴此类官民联合、先国内验证后国际实施的成熟路径,加速攻克燃料自给这一核心难题。
