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中国核能行业智库丛书 （第二卷）

（3）面向等离子体材料与高热负荷部件技术
包层第一壁和偏滤器靶板用材因直接面对等离子体，称为面向等离子体材料。
面向等离子体材料有钨（高电荷）和铍（低电荷）两种选择，目前核聚变界首选

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钨或钨基合金。偏滤器靶板上热负荷远高于第一壁（超过 20 MW/m ），称为高热
负荷部件，其主要技术难点是抗烧蚀和快速移走热量，同时要求靶板上的热负荷尽
量均匀分布（热负荷不均匀将导致靶板局部深度烧蚀，从而影响偏滤器整体服役

寿命）。目前国际上尚未研制出满足示范堆要求的偏滤器，还需要开展先进偏滤器
概念研究、偏滤器优化设计研究和偏滤器关键技术预研，最终研制出适合我国聚变

工程实验堆的偏滤器原型件。

4.3 氚工厂技术

氚工厂有“包层提氚”和“排灰气体燃料回收”两大功能，涉及复杂的技术
和工艺流程，由于技术敏感性，无法通过国际合作获得相关经验和知识。

（1）包层提氚技术
包层提氚流程为：以氦气作为“吹洗气体”，令其对包层氚增殖区域进行吹洗，

并将增殖的氚“运载”至氚工厂，然后在氚工厂内对氚进行分离纯化处理。整个
流程涉及吹洗气体（也称为运载气体）的“流场”优化设计、沿途管线容器“防
氚渗透”和氚分离纯化等关键技术和工艺。有别于“排灰气体中燃料回收 - 贮存 -

再供给”循环过程，“包层增殖氚 - 提氚 - 补充燃耗”的过程称为氚燃料外循环。
在包层“氚增殖率”确定的情况下，提氚效率和速率是维持氚自持的关键。
（2）排灰气体中燃料快速回收与供给技术

规模化处理排灰气体，实现快速高效的燃料回收、贮存和再供给，既是氚工厂
的功能之一，也是实现聚变堆“氚高效循环”的关键，国内尚未进行规模化排灰气
体燃料回收、贮存与供给方面的台架试验。因此急需开展氚提取与回收、氚纯化与

分离、氚储存与运输、氚在线测量与计量分析、氚包容与排放控制等关键氚工程技
术攻关及关键装备研制，突破规模化氚循环回收与分离的技术瓶颈，发展含氚水除

氚处理的关键技术，解决堆量级氚燃料储备或供应的技术问题。开展聚变堆氚工

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