ITER解决最棘手难题

　　试验用核聚变反应堆JET成功为ITER测试了一种新的内层。小图为钨偏滤器的横截面。

　　图片来源：EFDA;ITER

　　一直以来，笼罩在ITER核聚变反应堆项目——目前在法国建造的一个大型国际合作项目——头顶的一个最大问号便是用什么材料来涂装反应堆的内壁。要知道，它必须要能够抵挡10万摄氏度的高温，以及猛烈的粒子轰击。

　　如今，研究人员终于从用一个类似于计划在ITER中所使用的内层改装的目前世界上最大的核聚变装置中找到了答案。研究人员报告说，位于英国牛津附近的欧洲联合环形加速器(JET)的新的“像ITER一样的墙壁”是一种钨与铍的结合产物，与较早的核聚变反应堆所使用的内层相比，它被侵蚀的速度更为缓慢，并且吸收的燃料也更少。物理学家Peter de Vries表示：“这是一个非常棒的消息，因为它意味着我们为ITER所选择的材料是正确的。”

　　核聚变是为太阳和恒星提供能量的过程，或者说，它是最完美的能量来源。它所需的燃料(氘和氚)非常容易获取，并且几乎是用不完的，而这一过程也并不会产生任何温室气体或长期存在的核废料。

　　在早期核聚变反应堆中，最常见的反应堆内层是由碳构成的，这是因为它极耐高温与腐蚀，并且不会污染燃料被加热后所形成的等离子体。然而碳有一个最大的缺陷便是它非常“乐于”吸收氘和氚。对ITER来说，其反应堆会经常使用氚，因此对氚的吸收必须保持在最低限度，碳显然是不合适的。

　　由于并不存在一种完美的材料，因此研究人员不得不向使用两种材料的方案妥协。如今，大多数的内壁会涂装铍——这种金属对等离子体的污染最低，但其熔点却很低，无法耐受等离子体的高温。另一方面，在JET的底部有一个被称为偏滤器的装置，它类似于反应堆的排气管。这种装置会与等离子体接触，因此需要一种更为耐用的涂层。为此，研究人员使用了钨，并取得了很好的效果。

　　JET从2010年5月至2011年5月进行了一次内部改造，其间，研究人员用打算在ITER中使用的铍和钨替代了原有的碳内层。结果显示，在升级后的JET中，与之前的碳内壁相比，铍内壁在等离子体的影响下腐蚀速度要慢得多。研究人员在日前召开的一次会议上报告了这一结果。

　　ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，它的建造大约需要10年，耗资数十亿美元。ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。