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ITER首创高性能辐射屏蔽砂浆 攻克聚变装置电子防护难题

2026-02-16 10:51          ITER 核聚变 托卡马克装置 核技术

近日,国际热核聚变实验堆(ITER)项目完成一项关键技术应用,首次在全球范围内成功部署了一款专门设计的“高氢+低密度”复合砂浆,用于保护托卡马克装置周边的敏感电子设备。这一进展为应对聚变设施特有的高能辐射屏蔽挑战提供了创新的工程解决方案。

在聚变反应中,氘氚反应会产生能量高达14.1 MeV的快中子,这些强穿透性粒子对仪器仪表与控制系统构成长期威胁。为此,法国辐射防护公司Lemer Pax研发了名为Borated MORTAR 075的专用材料,其核心技术基于三重核级优化:采用富含氢的聚合物骨料以高效慢化快中子;掺入硼-10同位素以俘获慢化后的热中子,减少次级伽马辐射;并将材料密度控制在约1800 kg/m³以下,在确保屏蔽效能的同时满足建筑结构的承重限制。

2026年1月,施工方按计划完成了该材料的现场浇筑。特种骨料在现场混合后,通过百米管道泵送至ITER托卡马克建筑上方的关键设备区域,最终形成覆盖地面、厚度达20厘米的连续防护层。此次成功应用不仅直接提升了ITER装置关键电子系统的长期运行可靠性,其“材料-设计-施工”一体化的技术路径,更为未来商业聚变电站的辐射防护工程设计提供了可复制的宝贵范本。随着聚变工程从实验堆迈向示范堆,此类针对高性能、轻量化屏蔽材料的创新研发与应用,将成为支撑聚变能商业化的重要技术基础。


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