近日,Fusion for Energy(F4E)与EUROfusion(欧洲核聚变实验室联盟)在电子回旋共振加热(ECRH)技术方面展开了更加紧密的合作,旨在为ITER聚变装置及未来核聚变工厂(如DEMO)提供关键技术支持。
德国格赖夫斯瓦尔德 IPP 电子回旋共振加热研讨会期间合影。2025 年 2 月。图片来源:IPP
ITER聚变装置需要将等离子体加热至极端高温——1.5亿摄氏度,这一温度比太阳核心还要高出10倍,并维持其持续燃烧。为实现这一条件,ITER将依赖ECRH等先进技术。ECRH技术通过转化电能生成1兆瓦的电磁波,并将其注入托卡马克装置中。F4E为ITER的ECRH系统提供了关键组件,包括高压电源、回旋管(发射器)等。ITER的ECRH系统具有前所未有的功率和复杂性,得益于欧洲科学家数十年的尖端研究和开发。
在此背景下,F4E与EUROfusion正积极利用新的协同效应,汇集和推进聚变领域的知识。ECRH社区便是一个典型例证,该社区由F4E、欧洲实验室、日本QST及ITER组织的专家组成,自去年以来,已组织多次在线研讨会、新操作员培训课程,并开展了联合研究。最近,该小组还参加了由德国马克斯普朗克等离子体物理研究所主办的为期3天的研讨会。
此外,F4E还与EUROfusion成员卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)建立了合作伙伴关系。KIT将为F4E在ECRH领域的项目提供工程和物理支持,瑞士等离子体中心(SPC)和雅典国立和卡波迪斯特里安大学(NKUA)作为分包商参与其中。他们的首要任务是协助完成ITER回旋管的最终设计审查,该回旋管将由泰雷兹为F4E制造。值得一提的是,KIT和SPC拥有两个专门用于回旋管的测试台,这对于验证这一关键加热技术至关重要。
欧盟工业原型回旋管2016 年测试期间安装在 KIT 超导磁体上。图片来源:IPP
F4E回旋管项目经理Paco Sánchez表示:“欧洲核聚变实验室在ECRH技术方面拥有世界一流的专业知识,因为他们已经开发、测试和分析了这些技术超过20年。他们的经验与F4E为ITER提供组件的工作之间存在明显的互补性。”
卡尔斯鲁厄理工学院脉冲功率和微波技术研究所(IHM)所长John Jelonnek教授指出:“通过这份合同,我们有绝佳的机会为ITER做出贡献,并不断深化我们对关键聚变系统方面的了解,例如兆瓦级回旋加速器、EC发射器、传输线、匹配光学单元和金刚石窗口。”
此次合作符合F4E与EUROfusion最近签署的协议精神。在一份新的谅解备忘录中,两个实体承诺继续合作,加强欧洲在核聚变领域的科学技术领导地位。