Gauss Fusion 提出 1 GW 电功率星环器聚变电站的固定边界等离子体平衡设计
Gauss Fusion GmbH 在论文中给出其 GIGA 聚变电站的固定边界星环器等离子体平衡设计,目标聚变功率 3 GW(电功率 1 GW)。通过 0.5 D 建模确定平衡要求,并对改进的 Wendelstein 7-X(W7-X)平衡进行优化,实现 α 粒子功率约束大于 85%、新经典有效纹波低于 0.01、自举电流低于 50 kA 以及降低湍流热通量。
Gauss Fusion GmbH 在论文中给出其 GIGA 聚变电站的固定边界星环器等离子体平衡设计,目标聚变功率 3 GW(电功率 1 GW)。通过 0.5 D 建模确定平衡要求,并对改进的 Wendelstein 7-X(W7-X)平衡进行优化,实现 α 粒子功率约束大于 85%、新经典有效纹波低于 0.01、自举电流低于 50 kA 以及降低湍流热通量。
论文通过 KSTAR 钨偏滤器装置的专门实验与一维约化输运模型模拟,研究边缘局域共振磁扰动(ERMP)对 L-H 转换的影响。实验显示在匹配条件下 ERMP 抑制了 L-H 转换,而无 ERMP 的参考放电进入 H 模式;ERMP 增强边缘电子温度涨落和湍流去相关率,压平环向旋转,使边缘 E×B 速度剪切降至湍流抑制阈值以下。
美国能源部(DOE)选定 OpenStar Technologies 与哥伦比亚大学为悬浮偶极聚变堆设计世界首个排热系统,此前从未有为悬浮偶极建造的偏滤器。
K. Lee 等人在 TCV 托卡马克上研究了 X-Point Target(XPT)偏滤器构型在 2.5 MW 高功率 L-mode 放电中的稳态功率排泄,其 Lengyel 脱离标度量 PSOLB0/(R0ne,u2) 处于 SPARC、ITER、ARC 等反应堆预期范围。
推荐理由:论文给出XPT相对单零偏滤器降低靶面峰值热流的具体幅度与可比条件,便于评估该构型的功率排泄优势。
ITER Organization 正在评估固体硼注入(SBI)作为壁处理的风险缓解手段,以配合全钨偏滤器与第一壁运行、实现 Q=10。研究对 1µm 至 5 mm 粒径、5–200 m/s 注入速度范围内的硼源项进行量化,覆盖 SRO 偏滤器 L-mode、Q=10 H-mode 及低电流低功率限制器运行等 ITER 等离子体条件。
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。
UKAEA 将一台 12 吨重的双束线箱吊装就位,为 MAST Upgrade 装置新增两台中性束注入器,使其加热功率翻倍至 8.8 MW、等离子体温度提升至 6000 万摄氏度。该束线箱容积 20 立方米,采用 316L 不锈钢制造以满足超高真空要求。UKAEA 计划 2027 年秋末前完成全部主要硬件安装,2028 年起开展科学实验,重点研究偏滤器排热与更高压强等离子体稳定性。
论文构建了覆盖 MAST-U 常规、拉长和 Super-X 偏滤器构型的 23,379 个收敛 EDGE2D-EIRENE 模拟数据库,并为十二个代表性标量输出分别训练多层感知机代理模型。
推荐理由:论文给出了代理模型与 EDGE2D-EIRENE 的误差对比及推理耗时,便于评估其在参数扫描中的可用性。
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。
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。
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。
Journal of Fusion Energy 刊出 LEAP(锂实验应用平台)第一部分,提出流动液锂聚变系统的二次包容架构与降选框架。文章梳理液锂回路、锂壁处理及液态金属偏滤器等技术路线,涉及 ITER、T-11M、ASDEX Upgrade、DIII-D 等装置的液锂与钨偏滤器研究,并引用美国能源部聚变科学技术路线图。
Journal of Nuclear Materials 发表研究,评估 W 与 W-Re 合金暴露于模拟 ELM 类聚变事件后的热响应与表面演化。文章给出两种材料在该极端热负荷条件下的表现对比,为聚变装置面向等离子体材料的选材提供依据。
JET 完成第三次也是最后一次氘氚实验 DTE3,创下 69 MJ 聚变能量纪录,并在氚富集混合等离子体中实现高约束(H98 ≈ 0.85)、3 MA、部分脱附偏滤器的 ITER 相关集成方案。
推荐理由:原文给出聚变能量纪录与集成方案的具体参数,可据此理解JET收官实验对ITER的支撑。
JT-60SA 的 Divertor Vacuum Ultra Violet(DivVUV)光谱仪系统完成采购交付并运抵日本 Naka,现正进行安装与初步调试,将安装在 sector 12 的上部窗口。
推荐理由:原文列出了光栅、机械结构、真空与 CCD 各部分的分工机构和两个成像波段,便于理解跨国聚变诊断的研制协作方式。