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聚变堆材料科学与技术研究室概况


  中国科学院等离子体物理研究所聚变堆材料科学与技术研究室成立于2013年8月,以磁约束聚变能的实现面临两大瓶颈问题即高参数稳态等离子体物理问题和聚变堆关键材料问题为背景,以满足东方超环(EAST)、未来ITER、和我国下一代聚变工程试验堆(CFETR)对面向等离子材料、结构材料、氚增殖材料、阻氚涂层、诊断材料等材料技术发展的需求为主要目标,开发满足EAST不同运行模式所需的材料和部件,聚焦聚变堆材料技术、包层技术研究前沿,攻克国家未来建造聚变工程实验堆和DEMO堆所必须解决的材料、能量提取与氚增殖、面向等离子部件与等离子体相互作用、系统安全与环境影响等相关的科学与技术问题。

 

  本室研究工作包括了(上图从左到右):边界等离子体和偏滤器物理、等离子体与壁材料相互作用、偏滤器和包层材料/部件研发,氚增殖包层/屏蔽设计及核安全分析等,从物理到工程、从研发到服役的宽广范围。另外,本室也正在承担和开拓核裂变相关的项目。

> 目前主要研究领域/方向:

(1)工程组

  EAST内部部件材料和部件研发及其维护,包括钨/铜部件,涂层石墨瓦,壁测温系统;WEST和ITER的钨/铜部件研发;CFETR偏滤器和包层部件的预研。

(2)材料组

  EAST材料实验;新材料研发和辐照效应研究;氢同位素与材料的相互作用;实验室特色等离子体平台建设和实验研究。

(3)PSI组

  托卡马克等离子体与壁材料相互作用的物理实验和模拟(重杂质光谱,LIBS/ LIAS;偏滤器物理,杂质行为;SOLPS/EMC3模拟),实验室平台研究工作。

(4)包层组

  氚增殖包层设计和核安全分析的模拟和实验研究,重点针对CFETR的水冷包层概念,开展中子物理学计算,结构设计和热工水力评估,氚循环和核安全分析。

> 目前主要科研人员:

  现有成员50余人,包括研究员/教授/博导6人(客座教授4名),副研究员/硕导6人,助理研究员9人,博士后2人。先后承担国家磁约束聚变能专项、国家自然科学基金、国家基金委中德合作研究基金项目、中韩合作研究基金项目、国家自然科学基金海外青年学者合作研究基金、科学院重大项目子课题、国际原子能机构协调研究项目等国内外重要课题20余项。发表学术论文100余篇,申请国家发明专利10项,其中已授权3项。

> 目前在研重大国内、国际合作项目/课题:

(1) 国家磁约束核聚变能发展研究专项“长脉冲条件下高热负荷有效控制的关键技术和实验研究”(2013GB105000)
(2) 国家磁约束聚变能发展研究专项课题“ITER钨偏滤器技术研究-钨/铜偏滤器Monoblock模块的先进连接技术研究”(2011GB110003)
(3) 国家磁约束聚变能发展研究专项课题“面向等离子体材料和部件的等离子体辐照实验及无损检验”(2010GB109004)
(4) 国家磁约束聚变能发展研究专项课题“水冷氚增殖包层技术研发”(2013GB108004)
(5) 国家磁约束聚变能发展研究专项 “水冷包层热工设计与安全分析评价”(2014GB122000)
(6) 国家基金委中德合作研究基金项目“钨面向等离子体材料PWI行为的联合托卡马克实验研究”(GZ765)
(7) 中韩合作研究基金项目“Investigation of plasma-metal wall interaction in fusion devices”
(8) 国际原子能机构协调研究项目(IAEA-CRP Contract No.14909),Principle Scientist

> 研究室室训:“自强、厚德、合作、共赢”

  “自强、厚德”取自“自强不息,厚德载物”;“合作”与所训“甘于奉献、团结协作、锐意进取、争创一流”相呼应,在大科学工程精神指引下进一步开拓进取,加速赶超顶尖科研水平的脚步;“共赢”再次强调共同进步才能实现大科学的宏伟目标,齐心协力共创中国聚变梦