JET D-T Ne掺杂等离子体中钨的ELM间/内侵蚀与屏蔽研究
研究利用光学发射光谱系统考察了JET-ILW氘氚(D-T)等离子体中偏滤器钨的侵蚀与屏蔽,重点分析ELM内侵蚀与杂质掺杂的影响。结果显示Ne掺杂脉冲的溅射产额约为未掺杂等离子体的两倍,Ne掺杂下氘、氚、氖离子均显著贡献ELM内侵蚀,而钨自溅射仅占约8–9%;Ne掺杂虽增大钨总侵蚀源,却因冷而致密的偏滤器等离子体和强主流平行流显著改善屏蔽,使台基区钨密度更低。
研究利用光学发射光谱系统考察了JET-ILW氘氚(D-T)等离子体中偏滤器钨的侵蚀与屏蔽,重点分析ELM内侵蚀与杂质掺杂的影响。结果显示Ne掺杂脉冲的溅射产额约为未掺杂等离子体的两倍,Ne掺杂下氘、氚、氖离子均显著贡献ELM内侵蚀,而钨自溅射仅占约8–9%;Ne掺杂虽增大钨总侵蚀源,却因冷而致密的偏滤器等离子体和强主流平行流显著改善屏蔽,使台基区钨密度更低。
DIII-D National Fusion Facility 研究团队报告 helicon current drive 的首个实验证据,论文发表于 Physical Review Letters。
推荐理由:原文给出驱动电流与模拟预测的对比及三项对照实验设计,读者可据此理解该方法的验证路径与当前局限。
全尺寸 3D 打印钨瓦在 DIII-D National Fusion Facility 的偏滤器区经受 74 次直接等离子体放电后完好无损,高功率运行期间累计约四分钟直接等离子体暴露。瓦片由 JEOL 用电子束粉末床熔融(EB-PBF)在约 140 毫米宽、20 毫米厚的规格下打印,工艺全程保持 1,400°C(2,552°F)以上以避免开裂,经电火花加工与磨削后于 7 月装机测试。
推荐理由:原文给出电子束打印工艺的关键温度与瓦片尺寸,可了解大尺寸钨部件制造如何避开开裂难题。
NC State与ORNL、JEOL合作,用电子束粉末床熔融(EB-PBF)打印的平面与穹顶钨瓦安装在DIII-D下偏滤器,经Tile Testing Campaign三天直接等离子体暴露、74次中高功率H-mode放电后完整取出,正进行表面扫描与暴露前状态对比。
英国原子能管理局(UKAEA)在 Culham Campus 为 MAST Upgrade 吊装了 12 吨(13 吨)钢制双束流箱,用于容纳两台中性束注入器。
MIT等机构研究者在arXiv发表论文,首次在高电流tokamak上开展被动驱动逃逸电子缓解线圈(REMC)的自洽扩展MHD计算研究,用M3D-C1模拟SPARC中平面破裂的热猝灭与电流猝灭阶段。
该论文评估了 MANTA 这一高场、强辐射、负三角形(NT)聚变先导堆概念在弹丸加料、ICRF 加热和 LHCD 电流驱动方案下的性能表现。研究发现同时降低输入功率并提高播种杂质份额可改善等离子体增益和刮离层功率;增大气料量能在对刮离层功率影响很小的情况下提升聚变功率;优化 ICRF 设计(降低少数离子份额、降低注入波环向模数、将氦-3 少数离子换成氢-1)均可提高聚变功率。
General Atomics 的 DIII-D 托卡马克团队在 Jeff Lestz 带领下首次在核聚变实验中清晰演示了 helicon 电流驱动,成果发表于 Physical Review Letters。
推荐理由:原文交代了中心螺线管磁通摆幅对脉冲长度的限制,以及 helicon 波相比微波加热在等离子体芯部驱动电流的对比证据。
Physics World 将举办网络研讨会,介绍发表于 Plasma Physics and Controlled Fusion 68, 053501 (2026) 的逃逸电子致等离子体面向部件(PFC)损伤路线图(S Ratynskaia, M Hoelzl, E Nardon et al.)。
一项发表于 Nuclear Materials and Energy 的研究在 DIII-D 托卡马克中比较了预镀锂样品与运行中注入锂粉样品的氘滞留情况,结果显示预镀锂样品滞留的燃料更少,且滞留量与锂涂层厚度无关,而锂粉注入则产生显著共沉积、从反应中带走更多燃料。
推荐理由:研究对比了预镀锂与运行中注锂粉两种方式的氘滞留差异,可为聚变装置面向等离子体材料选型提供依据。
美国能源部 Brookhaven 国家实验室(BNL)联合 PPPL、DIII-D 和 Great Sky 研发出超导神经芯片 SI,每秒可处理约 100 万份聚变等离子体样本,用超导电路模拟人类神经网络。
JOREK 磁流体不稳定性模拟代码现已在 ITER IMAS 仓库向全球聚变科学界开放,开放许可将使更广泛的科学家群体参与贡献并用实验验证该代码。JOREK 是模拟磁流体等离子体不稳定性、托卡马克破裂及相关热与电磁载荷的参考代码,对 ITER 而言最重要的应用是研究和改进破裂缓解效率,可精确模拟碎弹丸注入物理及磁场三维演化,从而确定能量与粒子(包括逃逸电子)的沉积。
推荐理由:原文说明了JOREK的开源用途和对ITER破裂缓解研究的具体价值,便于读者判断其可复用性。
德国供应商 Research Instruments 在本月完成 ITER 偏滤器首个内垂直靶生产件,这是系列制造启动三年后的首个成果,由欧洲国内机构 Fusion for Energy(F4E)协调,历经十余年研发、原型与鉴定。
推荐理由:原文给出了热负荷、钨块数量和分工产能等具体参数,便于读者评估偏滤器制造的难度与进度。
合肥综合性国家科学中心能源研究院、QBoson 与中国科学院等离子体物理研究所合作,提出用 Coherent Ising Machine(CIM)实现托卡马克等离子体参数的实时贝叶斯求解,以 EAST 装置的等离子体电流剖面反演为验证案例,单次求解时间约 1 毫秒。
DIII-D National Fusion Facility 将与 Kyoto Fusioneering 合作,在其托卡马克装置内安装并测试专为反三角形位形(reverse D 形)等离子体设计的偏滤器排气系统。
DIII-D 将与 Kyoto Fusioneering 合作设计并装上负三角形位形偏滤器,由该公司制造并供应瓦片,使后续实验在与聚变能电站相关的条件下运行。此前 2023 年 DIII-D 用临时偏滤器区的装甲瓦片开展负三角形位形实验,连续数周获得高性能等离子体且未出现一次边缘局域模。
美国 DOE Genesis Mission Phase II 资助的项目将为 Commonwealth Fusion Systems(CFS)在建的 SPARC 托卡马克构建数字孪生,目标在 20 分钟内预测一次完整等离子体脉冲,该时长为开发目标而非已验证性能。
Hitachi 与 QST 于 2025 年 3 月完成 ITER 偏滤器外垂直靶的第二件全尺寸原型,其高热负荷样品于 7 月 23 日通过 ITER Organization 的认证测试。
推荐理由:原文给出偏滤器靶板的热负荷、电磁力与加工精度要求,可理解该部件的制造难点。
DIII-D托卡马克专项实验中首次观测到helicon电流驱动,为该机制提供了原理验证,表明其可作为反应堆级托卡马克等离子体中高效的电流驱动源。论文发表于Phys. Rev. Lett. 137, 155101。
推荐理由:论文给出DIII-D装置上首次观测到helicon电流驱动的原理验证结果,可了解其作为反应堆级托卡马克高效电流驱动源的潜力。
QST与NTT合作开发了基于Mixture of Experts(MoE)的AI预测方法,在托卡马克超导装置JT-60SA上评估实际等离子体约束磁场,将等离子体位置与形状复现精度做到1厘米,约为全球最大等离子体尺寸的1%,满足实际等离子体控制所需精度。
推荐理由:原文给出了1厘米的位形复现精度及其相对等离子体尺寸的比例,可用于评估该AI方法相对传统解析重建的改进幅度。
UKAEA在SOFT 2026上公布STEP聚变电站的第三代设计SPP3,采用紧凑的苹果核形球形托卡马克稳态架构,可连续运行以向电网供电。回旋管微波加热系统将等离子体加热至超过150 million degrees Celsius,提升其效率可降低维持高温的能耗。
第34届聚变技术研讨会 SOFT 2026 于9月21日至25日在法国 Aix-en-Provence 召开,由 CEA 的 IRFM 组织,汇聚29个国家的1,200名参会者。
ITER 与合作伙伴上周召开氚工厂峰会,70 名参与者讨论氚的接收、储存、处理与循环回收,氚工厂各系统均已达到最终设计状态,首批水箱和管道等部件正在制造安装。
推荐理由:文章列出四种包层概念及其开发方,便于读者比较各成员在氚增殖路线上的分工。
ITER 的测试包层模块(TBM)计划今年夏天完成里程碑,四种氚增殖概念全部通过初步设计评审,准备在 DT-1 阶段开展测试。四种概念分别为欧洲开发的水冷液态铅锂(WCLL)、日本开发的水冷陶瓷增殖剂(WCCB)、中国开发的氦冷陶瓷增殖剂(HCCB),以及韩国与欧洲联合开发的氦冷陶瓷球床(HCCP)。
推荐理由:列出四种增殖包层概念及其开发方,便于比较各成员在氚增殖路线上的分工。
等离子体所潘成康研究员提出托卡马克中低中Z杂质密度极向不对称分布改变高Z杂质钨新经典输运特性的物理机制,成果发表于Nuclear Fusion。
推荐理由:研究给出了主离子径向梯度阈值这一判据,说明传统理论模拟钨杂质输运可能存在的偏差方向。
EUROfusion 报道一篇新论文,梳理聚变数字孪生过去五年的进展和尚存差距。论文指出托卡马克等离子体芯部建模进展明显,包括湍流、快粒子和不稳定性模拟及代码验证,并开始把原本各自为政的模块耦合起来;而靠近器壁的边缘区物理更复杂,钨杂质进入等离子体、热与粒子到达器壁的湍流等仍是开放问题,不过湍流代码已能复现脱附,也有了反应堆尺度的侵蚀与尘埃模拟。
推荐理由:文章梳理了聚变数字孪生五年进展与待补短板,可帮助读者快速把握该方向现状。
QST、Fusion for Energy (F4E) 与 EUROfusion 全面启动 JT-60SA On-site Laboratory,作为日本-欧洲 Broader Approach (BA) 活动的一部分,欧洲主要大学和研究机构开始参与,此前参与方主要为日本的大学和研究机构。
QST 与 Toshiba 制造的 ITER 超导环向场(TF)线圈在 -269°C 运行温度下首次成功完成励磁测试,通电至 10,000 amperes,是 ITER TF 线圈首次在超导运行条件下通过励磁测试。
推荐理由:原文给出了励磁电流、温度与线圈尺寸等参数,可据此了解该线圈测试的实际规模与验证内容。
MIT 核科学与工程系 Norman Rasmussen 职业发展助理教授 Sophia Henneberg 专注 stellarator 优化,提出将等离子体边界与线圈形状在同一步设计的简化方法,并与 Gabriel Plunk 在 2024 年论文中提出 stellarator-tokamak 混合堆概念。
国家自然科学基金委员会在2026中关村论坛年会开幕式发布2025年度中国科学十大进展,等离子体所全超导托卡马克装置EAST的1亿度1066秒高约束模等离子体运行成果入选,团队代表获颁纪念牌。
推荐理由:原文列出了入选成果的完整榜单与遴选背景,便于读者了解该成果所处的年度评价语境。
IPP研究人员在Physical Review Letters发表论文,首次仅基于基本物理原理定性模拟出托卡马克H-mode的形成,而非对转变过程做参数化处理。
推荐理由:文章交代了H-mode四十余年未解的背景,以及模拟从定性走向定量尚存的差距,便于读者评估该方法的成熟度。
DIII-D国家聚变设施团队结合BOUT++模拟与实验,确认等离子体边缘高密度可产生良性湍流而非破坏性大边缘局域模(ELM),从而在维持芯部约束的同时降低器壁热负荷。
推荐理由:该文结合模拟与实验,说明高刮离层密度可稳定大ELM,为堆级装置边缘控制提供具体物理路径。
F4E、QST 与 PPPL 宣布签署聚变能源研究合作协议,PPPL 参与日欧 JT-60SA 卫星托卡马克项目,这是日本和欧洲以外机构首次为 JT-60SA 做出贡献。
F4E、QST 与 General Atomics(GA)签署合作协议,GA 将为日欧联合建造的超导托卡马克 JT-60SA 提供高能粒子诊断装置,这是日本和欧洲以外机构首次为 JT-60SA 做出贡献。