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10月3日，我们报道了由Fusion for Energy（F4E）负责的国际热核聚变实验反应堆（ITER）五个真空室组件中的第一个现已在意大利制造完成。11月22日，IE（INTERESTING ENGINEERING）报道了韩国制造的真空室部件也已发往法国卡达拉舍施工现场。
ITER真空室通过维持高真空来维持核聚变所需的超高温等离子体。图片来源于韩国核聚变能源研究院
在前期的文章中我们就曾提到过ITER的九个真空室部件中，有四个是由韩国现代重工业在蔚山的大型造船厂建造的。韩国最初被分配制造两个ITER真空室部件，但在2016年又增加了两个，使其负责的部件总数达到四个。
这些真空室将为等离子体提供高真空环境，改善辐射屏蔽和等离子体稳定性。聚变反应将在这些容器内进行，同时这些容器也将用于远程处理程序。
精密焊接技术
ITER的真空室在核聚变中起着至关重要的作用，它创造了维持超高温等离子体所需的高真空环境。
这个重达5000吨的巨大结构由九个部分组成，拥有44个端口，用于执行诊断、远程处理、加热和燃料补给等关键功能。容器内部体积为1400立方米，为推进聚变研究提供了一个独特的实验环境。
完成ITER真空室部件的组装
每个部件由四个部分组成，组装过程涉及超过1英里的精密焊接。保持几毫米内的公差对于确保内部组件的正确集成至关重要，这反映了这种复杂结构所需的先进制造和工程技术。其双层钢壁内循环冷却水，有效散发运行过程中产生的热量。
容器内部衬有主动冷却的屏蔽模块，提供防护，以抵御聚变反应产生的高能中子。一些模块还将支持未来的研究，通过测试氚增殖概念的材料，这对于维持聚变能量至关重要。
据科学技术国家研究委员会介绍，ITER真空室通过实现高能等离子体的约束，代表了核聚变技术的一项里程碑式的成就，推动了可持续能源发展的界限。
热屏蔽突破
韩国负责的四个巨型真空室组件中的第一个于2012年10月开始制造。通过将两块6米长、60毫米厚的钢板使用高压水射流切割技术成型。ITER项目的第一个真空室分段于2020年4月完成，并于同年8月交付。最后一个真空室分段于2024年8月24日启航，绕过非洲南端的好望角，继续向北通过直布罗陀海峡进入地中海，最终抵达ITER现场。
ITER真空室部件的运输过程
压制成型后，进行热处理以释放内部金属张力，然后进行机械加工、焊接、钻孔（数百个孔，每个孔需11小时），最后组装和焊接构成最终真空室部件的四个部分和一组端口。
ITER指出，在真空室和低温恒温器之间放置了两层隔热层，以减少从高温部件到4.5K运行部件（如磁铁）的热量传递。这种配置将热负荷降低了两个数量级以上，确保低温装置能够以实用容量管理剩余热量。
ITER加速安装进程
ITER的最新报告指出，通过修复法国正在建设的ITER的缺陷部件，团队吸取了大量宝贵的经验教训。这些经验将显著减少未来组装工作所需的时间。
现在可以对真空室扇区 #7 进行装配操作（如图所示）。在双搬运工具中，扇区 #6 的修复工作应于 2024 年 11 月完成。在前低温恒温器车间，修复真空室扇区 #8 的两侧将需要翻转 440 吨重的组件。预计完成日期为 2025 年 7 月。
在2023年1月，ITER项目团队成功完成了一项艰巨任务：拆除并修复了两年前安装的真空室扇区第6区模块。这次操作不仅解决了模块中发现的问题，还为团队带来了宝贵的经验。这些经验预计将显著提高效率，将ITER真空室九个模块的组装时间缩短至原来的一半左右。
目前，第6区模块的修复工作已接近尾声，而第7区模块的组装已于2024年9月启动，预计在2025年第一季度完成，整个组装过程预计耗时七个半月，远低于第6区模块最初所需的18个月。通过优化组织结构、实施新方法和程序、升级工具以及增强团队的集体决心，ITER团队正在向更高效、更高质量的组装工作迈进。
参考链接：
https://interestingengineering.com/energy/france-gets-5000-ton-nuclear-reactor-parts-to-power-worlds-largest-fusion-plant
https://world-nuclear-news.org/articles/europe-completes-manufacture-of-iter-vessel-sector https://www.koreatimes.co.kr/www/nation/2024/11/113_386872.html https://www.neimagazine.com/news/iter-targets-faster-assembly-after-repairs/?cf-view
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