近日，中核集團核工業(yè)西南物理研究院在磁約束核聚變能量導出關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得重要進展。研究團隊自主設(shè)計并建成了用于聚變能量導出研究的工程性液態(tài)金屬和氦氣工質(zhì)熱工研究臺架，并已全面投入運行。這標志著我國構(gòu)建起覆蓋聚變堆全工況、具備國際領(lǐng)先水平的液態(tài)金屬與氦冷技術(shù)研究體系，為未來聚變堆的工程化應(yīng)用奠定了關(guān)鍵實驗基礎(chǔ)。

核聚變能被視為人類未來的理想能源，其中如何高效、安全地將聚變反應(yīng)產(chǎn)生的高能量導出并轉(zhuǎn)化為電能，是關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)之一。包層是聚變堆實現(xiàn)該功能的核心部件，液態(tài)金屬包層與氦冷固態(tài)包層是目前國際上兩條重要的技術(shù)路線。圍繞這兩類方案開展熱工水力、磁流體動力學（ MHD）效應(yīng)及材料相容性等關(guān)鍵問題的工程驗證，是推進聚變電站建設(shè)的必要前提。

在此次建設(shè)中，液態(tài)金屬熱工研究臺架在綜合性能方面達到國際領(lǐng)先水平，可在0-4T強磁場、300-550℃高溫及多種流量條件下穩(wěn)定運行，其核心參數(shù)可達聚變堆芯真實水平（哈特曼數(shù)達10000）。該平臺將為我國液態(tài)鋰鉛包層的自主研發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐，重點解決強磁環(huán)境下磁流體動力學問題及其對傳熱行為的影響等科學問題。

同時，氦氣工質(zhì)熱工研究臺架則瞄準氦冷固態(tài)增殖劑包層技術(shù)方向，參考國際熱核聚變實驗堆（ITER）技術(shù)規(guī)范設(shè)計建造，具備4-12 MPa高壓、常溫-500℃寬溫域穩(wěn)定運行能力。該平臺實現(xiàn)了三項關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化技術(shù)創(chuàng)新：自主研發(fā)的電磁軸承氦氣主風機實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子無接觸、零磨損運行；集成了高效緊湊的印刷電路板式換熱器（PCHE）；并在關(guān)鍵閥門應(yīng)用金屬波紋管密封技術(shù)，實現(xiàn)了系統(tǒng)極低的泄漏率。其模塊化設(shè)計不僅驗證了工廠化預制與安裝的可行性，也為未來ITER及商用堆建設(shè)提供了重要的成本控制參考。

能量導出熱工實驗臺架的全面建成，是我國在核聚變關(guān)鍵設(shè)備與技術(shù)自主化能力上的重要體現(xiàn)。該成果顯著提升了我國在液態(tài)包層和氦冷系統(tǒng)領(lǐng)域的工程驗證能力與技術(shù)儲備，表明我國已系統(tǒng)掌握包括主風機、高效換熱器等在內(nèi)的氦冷系統(tǒng)設(shè)計、制造與集成核心技術(shù)。這一進展將有力支撐我國聚變實驗堆的后續(xù)建設(shè)，推動ITER計劃順利實施，為人類最終實現(xiàn)聚變能源夢想奠定堅實的工程與技術(shù)基礎(chǔ)。

中核集團核工業(yè)西南物理研究院（中核西物院）成立于1988年，其前身為位于四川樂山的二機部585所。

2002年12月，中國環(huán)流二號（HL-2)建成，該裝置是中國第一個具有偏濾器位形的大型托卡馬克裝置，創(chuàng)造了我國磁約束聚變歷史上多個里程碑式的標志性成果，使我國聚變等離子體相關(guān)的物理實驗研究能力達到國際一流水平。

2020年，建成新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”，該裝置是中國規(guī)模最大、參數(shù)最高的聚變大科學裝置，磁場強度可達3特斯拉，電流可達3兆安，具備堆芯級等離子體運行能力，是ITER在中國的唯一衛(wèi)星裝置。

21世紀初，中核西物院向國家建議加入國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃，中國核聚變由此走向世界舞臺。中核西物院作為中國承擔核聚變?nèi)蝿?wù)的核心單位，承擔了中方18個熱核聚變實驗堆關(guān)鍵部件研制任務(wù)中的9項，覆蓋全部涉核核心部件，不僅在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、重大部件研制、工程項目建設(shè)等方面取得卓越成就，更在國際合作、標準制定、人才培育、體系構(gòu)建等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新突破，顯著提升了我國在國際聚變領(lǐng)域的話語權(quán)、領(lǐng)導力和影響力，為中國乃至世界聚變能事業(yè)發(fā)展做出了不可替代的貢獻。

2022年11月22日，中核西物院在全球首次全面突破熱核聚變實驗堆第一壁關(guān)鍵技術(shù)，成功完成聚變堆芯關(guān)鍵部件—第一壁首件研制，具備批產(chǎn)條件。此外，西物院于2023年成功發(fā)布核聚變領(lǐng)域首個ISO國際標準。

2025年7月14日，中核西物院圓滿完成鎢鎧甲第一壁半原型部件裝配制造任務(wù)，該部件在高熱負荷測試中成功經(jīng)受4.7MW/m2作用15000次極端熱循環(huán)考核，滿足ITER（國際熱核聚變實驗堆）要求，從而再次取得關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)的重大突破。標志著中核西物院攻克了鈹換鎢后帶來的新技術(shù)挑戰(zhàn)，驗證了第一壁產(chǎn)品制造的可行性。

作為重要技術(shù)支撐與合作伙伴，中核西物院積極助力中核集團聯(lián)合體成功簽署ITER主機安裝（TAC1）、真空室模塊組裝（SMSA）、真空室模塊坑內(nèi)組裝（SMPA）及真空室模塊坑內(nèi)焊接準備（WPP）等合同。該院憑借在ITER采購包項目中積累的豐富經(jīng)驗，為上述合同的成功競標和后續(xù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)提供了堅實支撐。