三菱重工和日本國家量子科學(xué)技術(shù)研究所 (QST) 已完成原型外垂直靶的生產(chǎn)，該靶是國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆偏濾器的關(guān)鍵部件之一。三菱重工表示，目前已準(zhǔn)備好進(jìn)行批量生產(chǎn)。

原型外部垂直目標(biāo)(圖片：MHI)

偏濾器是托卡馬克核聚變反應(yīng)堆的核心部件之一，用于去除聚變反應(yīng)產(chǎn)生的堆芯等離子體中的氦灰、未燃燒燃料和其他雜質(zhì)，以及去除穩(wěn)定約束等離子體所必需的高熱負(fù)荷和粒子負(fù)荷。偏濾器由四部分組成：外垂直靶由日本采購，盒體和內(nèi)垂直靶在歐盟制造，穹頂在俄羅斯制造。

偏濾器上的熱負(fù)荷最大可達(dá)20MWt/平方米，由于外層垂直靶由于結(jié)構(gòu)原因直接面對等離子體，使用環(huán)境極端，要承受來自等離子體的熱負(fù)荷和高能粒子負(fù)荷，且結(jié)構(gòu)形狀極其復(fù)雜，因此需要高精度的制造加工技術(shù)。

(圖片：MHI)

三菱重工和卡塔爾海岸警衛(wèi)隊(duì)表示，他們將利用通過生產(chǎn)該原型機(jī)獲得的技術(shù)(該原型機(jī)于 2020 年 6 月開始制造)，全力投入制造該裝置，為 ITER 項(xiàng)目的推進(jìn)做出貢獻(xiàn)。

今年 5 月，三菱重工獲得了 QST 的合同，將為 ITER 偏濾器供應(yīng)另外 12 個(gè)外垂直靶。該合同是在 2021 年收到的制造 6 個(gè)單元(1 號(hào)單元 - 6 號(hào)單元)的初始生產(chǎn)訂單之后簽訂的。加上另外 12 個(gè)單元(7 號(hào)單元 - 18 號(hào)單元)，三菱重工將制造總共 54 個(gè)外垂直靶中的 18 個(gè)。其余的將由 QST 制造。三菱重工表示，這些單元的生產(chǎn)將陸續(xù)完成，預(yù)計(jì)將于 2026 年開始向 QST 交付。

ITER 是一個(gè)重大的國際項(xiàng)目，旨在在法國卡達(dá)拉舍建造托卡馬克聚變裝置，旨在證明聚變作為大規(guī)模無碳能源的可行性。ITER 的目標(biāo)是以 500 MW 的功率運(yùn)行(連續(xù)運(yùn)行至少 400 秒)，輸入 50 MW 的等離子體加熱功率?？磥?，運(yùn)行過程中可能需要額外輸入 300 MWe 的電力。ITER 不會(huì)發(fā)電。

35 個(gè)國家正在合作建造 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(中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國)則承擔(dān)了其余費(fèi)用。ITER 于 2010 年開始建設(shè)，原定于 2018 年首次產(chǎn)生等離子體的目標(biāo)日期于 2016 年被 ITER 理事會(huì)推遲到 2025 年。然而，今年 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)行階段，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”。