第一壁材料是可控核聚变关键材料之一 我国在该领域处于国际领先水平

第一壁材料是可控核聚变关键材料之一 我国在该领域处于国际领先水平

可控核聚变是未来能源的重要发展方向，而第一壁材料作为其关键材料之一，其研发和制造水平直接关系到核聚变反应堆的性能和安全性。本文将为您详细介绍第一壁材料的技术要求、国内外研究进展以及中国在该领域的最新成就。

核聚变第一壁是核聚变装置中面对等离子体的一层固体结构，用于封闭等离子体。第一壁材料是直接包裹等离子体的材料，主要用于构建承受中子辐照、高通量氘/氚等离子体轰击的反应堆结构。

第一壁材料位于核聚变产业链上游，是核聚变装置的关键材料之一。随着可控核聚变技术的不断发展，第一壁材料的市场需求空间广阔。目前，第一壁材料主要包括表面覆盖材料、结构材料、高热流材料、低活化材料等。这些材料需要具备优异的耐高温性、耐热辐射性、抗冲击性及化学分子稳定性等性能。

在国际上，美国、中国等国家都在积极研究和开发第一壁材料。2024年1月，美国能源部（DOE）宣布投入3000万美元开发核聚变第一壁材料，并启动了"知识驱动创建坚固耐用的第一壁材料"（CHADWICK）计划。

国际热核聚变实验堆（ITER）是全球最具代表性的可控核聚变试验堆，中国承担了其第一壁制造任务。中国为其研制的聚变堆第一壁材料采用铍/铜/不锈钢三层复合结构，其中铍直面等离子体，铜具有导热作用，不锈钢则主要起到支撑、容纳冷却通道以及与反应堆钢结构相连接的作用。

中国在第一壁材料研究领域虽然起步较晚，但近年来取得了显著进展。2010年，中国的第一壁材料连接技术通过ITER组织认证；2013年，第一壁小模块试验件通过高热负荷试验认证；2016年，第一壁半原型件通过认证；2022年，中国完成了ITER增强热负荷第一壁的首件制造。目前，中国已具备第一壁关键材料和部件的批量制造能力，在该领域已处于全球领先水平。