鎢：“人造太陽”突破百萬安放點的關鍵

 近日，中國新一代“人造太陽”（HL-2M）即托卡馬克核聚變裝置取得了突破性進展，HL-2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創造了我國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著我國核聚變研發距離聚變點火邁進了重要一步。然而，在兆安級電流下，HL-2M之所以能穩定運行與衆多化學材料如難熔金屬鎢密切相關。

人造太陽內部結構圖
人造太陽內部結構圖

據中鎢在綫瞭解，“人造太陽”的偏濾器和面向等離子體（PFMs）都是使用鎢材料製造的。偏濾器的作用是將等離子體與第一壁進行隔絕并且對流入雜質進行屏蔽，由于直接與高溫氣體接觸，所以其應選用具有高熔點、較好的高溫强度、較佳的塑性、耐燒蝕和耐衝擊等優點的材料如鎢銅複合材料來製作。

面向等離子體材料是指在托卡馬克裝置內直接面向高溫等離子體，用來保護第一壁和鎢銅偏濾器的材料，需在極高溫度和極强衝擊力的環境下工作。納米孔道鎢薄膜憑藉著其高熔化溫度、高熱導率、低物理濺射率、低燃料滯留、小蒸發速度、無放射性、大比表面積等優點，成爲了PFMs的首選。

由此可見，托卡馬克核聚變實驗裝置的製造凝結了多數鎢研究者的智慧。相關閱讀：

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人造太陽圖片（圖源：經濟視野網）
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據悉，HL-2M是中國環流器二號m裝置，是中國新一代的磁約束可控核聚變實驗研究裝置，是目前中國最大、參數最高的托卡馬克裝置，采用了先進的結構與控制方式，等離子體電流强度的設計能力可提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達到1.5億攝氏度，規模和參數能力均超過以往，能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行。

等離子體電流是指組成等離子體的電子和離子在外界作用力下進行定向運動而産生的電流，是托卡馬克産生磁場的重要來源。等離子體電流强度是托卡馬克核聚變裝置的核心參數，該裝置也必須在等離子體電流達到1兆安的條件下才能穩定運行。

因此，“人造太陽”此次的突破對我國深度參與國際熱核聚變實驗堆（ITER）及自主設計運行聚變堆具有重要意義。

注：自舉電流是在磁約束環形非均勻等離子體中，由磁場的不均勻性産生的捕獲粒子作香蕉軌道運動時會發生沿磁場的漂移運動，從而産生沿磁場的電流；是由于粒子的導心運動引起的；是等離子體自發産生的非感應電流。

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