ITER低温泵成功交付，核聚变能源进入“全装备时代” 泵友圈     2025年04月16日 08:29   国际热核聚变实验堆（ITER）聚变项目的最后一台低温泵已成功制造、测试，并交付至位于法国南部的ITER项目现场。这一成果标志着ITER朝着实现可控核聚变又迈出了关键一步。  

 1. 八台低温泵完工：欧洲F4E的重大贡献

这一里程碑标志着八台环形场低温泵和低温恒温器低温泵全部完工，是欧洲通过能源聚变组织（F4E）对ITER项目做出的一项重大贡献。 在核聚变研究领域，低温泵的重要性不言而喻。ITER项目旨在模拟太阳内部的核聚变反应，实现可控核聚变，为人类提供几乎无限的清洁能源。而低温泵作为燃料循环和真空系统的关键部件，其性能直接影响到核聚变反应能否顺利进行。

2. 低温泵技术：合作研发与行业应用

低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵，能获得清洁真空的极限压力最低、抽气速率最大。 在ITER项目中，这些低温泵由欧洲两家工程公司——研究仪器公司（RI）和阿尔西梅克斯公司（Alsymex）合作开发。它们的工作原理是利用冷却至约4开尔文（-269摄氏度）的低温板捕获气体粒子，从而帮助维持核聚变反应在反应堆内部发生所需的极低压环境。 从行业发展角度来看，这种低温泵技术在半导体和集成电路的研究和生产、分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等领域都有广泛应用，ITER项目中低温泵的成功研发和应用，也将推动整个低温泵技术在这些相关领域的进一步发展和创新。

3. 低温泵的核心作用：维持极端反应环境

这些系统对于维持ITER反应堆内部的极端环境至关重要。核聚变反应需要在极高温度和极低压力的条件下进行，低温泵通过捕获和去除反应堆内的气体杂质，确保了反应所需的超洁净、超低压环境。 在行业内，类似的真空维持设备在其他科研项目和工业生产中也起着关键作用，ITER低温泵的成功应用，为其他项目在真空系统设计和设备选型上提供了宝贵的经验和参考。

4. 德国庆祝：十年研发成果的里程碑

德国的庆祝活动标志着十年努力的成果。上周，项目团队成员齐聚位于德国的RI公司工厂，共同庆祝这一成就。活动就在最后一台低温泵旁举行，这台低温泵象征着近十年的努力工作。 从2020年开始批量生产，到首批低温泵于去年交付，整个过程凝聚了众多科研人员和工程师的心血。在核聚变研究这个漫长而复杂的领域，这样的阶段性成果不仅是对过去工作的肯定，也为后续研究注入了强大的动力，激励着更多科研人员投身于核聚变能源开发的事业中。

5. 全欧洲协作：跨区域技术整合

在抵达ITER项目现场之前，最后一台低温泵在欧洲各地辗转。多家专业车间参与了它的制造过程：

• 利林公司（Leering）采用液压成型技术制作了不锈钢隔热屏；

• 普罗束公司（Pro-beam）进行了电子束焊接；

• RI公司完成组装，安装了低温管道、外壳及阿尔西梅克斯公司提供的阀门系统。

这种跨区域、多公司的合作模式在大型科研项目中较为常见，通过整合各方的技术优势和资源，能够高效地完成复杂设备的制造。在ITER项目中，这种合作模式成功克服了低温泵制造过程中的诸多技术难题，也为未来国际大型科研合作项目提供了范例。

6. 精密制造：严苛标准下的技术突破

“低温泵的生产需要一个完美无瑕的生产链，以确保在整个机械加工、焊接和组装过程中都能保持严格的公差。由于协调顺畅，我们不仅达到了标准，甚至还当场解决了一些意想不到的问题。”F4E的项目经理弗朗西娜·卡纳德尔（Francina Canadell）解释道。 制造过程的每一个步骤都要求极高的精度。这些低温泵必须满足严格的核安全和性能要求，这也提高了低温技术的标准。在工业生产和科研设备制造中，对于高精度设备的制造要求越来越高，ITER低温泵的制造过程展示了如何在复杂的系统中实现高精度制造，为相关行业提供了技术借鉴和质量控制的思路。

工作原理：低温泵的核心功能

八台低温泵中，两台用于低温恒温器，六台用于真空室。其工作原理为：

1）通过低温板捕获气体粒子；

2）释放粒子以便对未燃烧的聚变燃料进行再处理；

3）配备全金属800毫米前阀，实现依次连续运行。

了解这些工作原理，有助于科研人员更好地维护和优化低温泵的性能，也为其他需要超高真空环境的科研项目和工业生产提供了技术参考。

7. 行业赞誉：合作模式的成功验证

参与该项目的公司领导们表达了对这个项目的自豪之情。 RI公司总经理迈克尔·佩克勒（Michael Pekeler）和阿尔西梅克斯公司销售总监埃里克·吉盖（Eric Giguet）表示： “这次成功展示了RI和阿尔西梅克斯公司组成的联合体在制造、组装、测试和交付复杂、与安全相关的大型部件方面的能力，并且这些部件达到了最高质量标准。多亏了与F4E、ITER组织以及我们的分包商之间的互信合作，我们掌控了从精密机械加工和计量到数千次焊接以及广泛的真空测试的每一个步骤。”

这种合作模式在大型科研和工业项目中具有推广价值，通过各方的紧密协作和优势互补，可以实现复杂项目的高效推进。

8. 后续测试：迈向实际运行的关键

如今所有低温泵都已运抵项目现场，ITER将开始在真实的低温条件下对它们进行测试：

• 设备将连接到ITER强大的低温设备回路；

• 测试设施可降至4.5开尔文（低于初始检查的80开尔文）。

在科研项目中，设备交付只是一个阶段的结束，后续的测试和优化同样重要。通过严格的测试，可以验证设备是否满足设计要求，发现潜在问题并及时解决，确保设备在实际运行中的可靠性和稳定性。ITER对低温泵的测试工作，将为未来核聚变反应堆的运行提供重要的数据支持和实践经验。

9. 材料创新：椰子活性炭的意外应用

低温泵技术中最令人惊讶的一点是使用了由椰子制成的活性炭。 椰子壳活性炭的多孔结构使其在超低温下捕获气体的效果优于合成替代品，成为捕获聚变过程中氦废气的最佳材料之一。 这种利用天然材料解决高科技问题的方式，为材料科学和工程应用提供了新的思路。在未来的科研和工业生产中，可以进一步探索天然材料的潜在应用，实现资源的高效利用和技术的创新发展。 来源| 嘿嘿能源与科技