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中国核能行业智库丛书 （第二卷）

离子体破裂、边界局域模等磁流体不稳定性进行有效控制，这也是 ITER 安全运行
的基本保证。
3）开展杂质输运的理论和实验研究

探索有效控制杂质和防止高 Z 杂质“聚芯”的途径和方法。堆条件下氘氚等
离子体与材料的相互作用，导致杂质产生和氚在材料中滞留（其中氚滞留和材料
除氚属于氚安全包容的研究内容）。来自器壁的高电离态（Z）杂质韧致辐射会引

起堆芯能量的大量流失，严重时导致核反应终止。因此，要寻找控制杂质和防止高
Z 杂质污染芯部等离子体的有效途径。

4）发展高效稳态电流驱动、加热、约束和控制技术
主要解决堆条件下需要长时间运行的与稳态燃烧等离子体相关的设备及技术
问题，包括：高效稳态电流驱动技术、稳态射频波和粒子束加热技术、堆级大体积高

强场磁体技术和燃烧等离子体控制技术等，这是托卡马克型聚变堆稳态发电的最
重要的科学技术问题之一。

5）发展燃烧等离子体性能预测的理论模型和软件工具
对燃烧等离子体性能进行理论分析和科学预测。基于大型托卡马克理论与数
值模拟，发展燃烧等离子体性能预测的理论模型和软件工具，经实验验证后，以便

对未来反应堆的等离子体性能进行理论分析和科学预测。
6）发展功能强大的软件工具平台，开展聚变堆集成设计研究。聚变堆要演示
未来聚变电站的工程可行性和商业可行性，集成设计要对未来聚变电站的发展提

供可靠的科学技术基础。

2.4 开展堆内关键材料和热核部件研究

包层、偏滤器以及其他放置于真空室内的部件称为堆内部件，构成这些部件的
结构材料和功能材料则称为堆内材料。由于强中子辐射与高热通量服役环境，要

求堆内材料具有抗中子辐照和耐高热负荷特性，同时也对堆内部件整体功能、服役
寿命及其可靠性提出更加苛刻的要求。提前对堆内关键材料和关键部件开展研

究、试制和实验验证，可大大降低聚变堆的技术风险。

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