近日，中科院合肥研究院等離子體所姚達(dá)毛研究員團(tuán)隊(duì)在托卡馬克鎢偏濾器超高熱負(fù)荷部件研發(fā)方面獲得重要研究進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一系列的研發(fā)和優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出一種高性能排熱鎢偏濾器平板部件，從最初的排熱能力5MW/m²提升到排熱能力達(dá)到15MW/m²，再發(fā)展到目前能夠穩(wěn)定排出功率密度達(dá)20MW/m²的熱負(fù)載。其中2mm厚的鎢與無(wú)氧銅復(fù)合，再與鉻鋯銅熱沉復(fù)合，在熱沉上加工出一種特殊的傳熱結(jié)構(gòu)，使得部件的傳熱能力大幅度提升。

　　這種類(lèi)型部件樣品在電子槍設(shè)備上施加20MW/m²功率密度的熱負(fù)荷，經(jīng)過(guò)1000次熱循環(huán)測(cè)試（15秒加熱，15秒冷卻），鎢表面溫度維持在950℃以?xún)?nèi)。距離純鎢再結(jié)晶溫度1200℃有一定裕度，距離摻雜鎢1600℃再結(jié)晶溫度有較大裕度。1000次熱疲勞測(cè)試后試件的無(wú)氧銅與鉻鋯銅復(fù)合界面無(wú)明顯損傷，傳熱性能保持穩(wěn)定，該高性能傳熱部件測(cè)試樣品的表現(xiàn)是目前見(jiàn)諸報(bào)道的同類(lèi)型部件研發(fā)的最好水平。同時(shí)初步證明了這種高熱負(fù)荷傳熱結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于偏濾器的高熱負(fù)荷部件，為EAST鎢偏濾器性能的全面提升和今后核聚變堆偏濾器的工程應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。

　　圖1：1000次高熱負(fù)荷實(shí)驗(yàn)前（上）和實(shí)驗(yàn)后（下）試件照片

　　圖2：1000次熱循環(huán)鎢表面溫度測(cè)量值及溫度變化

　　圖3：樣品測(cè)試之前和20MW/m2熱流密度1000次循環(huán)后超聲探傷云圖對(duì)比