面向等离子体材料与可控核聚变

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1、AcademicianInterview院士访谈编者按：相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。但是要想把这种能量为人类所有效利用，我们还有很长的路要走，它的关键问题之一是面临高温等离子体的第一壁结构材料。可以说，现在世界上已有的材料中尚没有任何一种能胜任第一壁的工作要求。面向等离子体材料与可控核聚变文/葛昌纯些年中国经济持续高速发生硫、氮氧化物等环境污染物质，不家一起研究的重大科学项目，是国际展，举世瞩目。但是制约释放温室效应气体；氘氚反应的产物上仅次于国际空间站的重大国际合作近中国经

2、济发展的一些瓶颈没有放射性，中子对堆结构材料的活项目。中国此次加入ITER，分担研究问题日渐显现，其中颇为化也只产生少量较容易处理的短寿命了一部分项目。而接下来的工作有很突出的就是能源问题。我国自然资源的放射性物质。上个世纪八十年代美、多，国内相关领域的科学家应该提早基本特点是富煤、贫油、少气。我国煤苏、日、欧盟设立了国际热核聚变实研究，争取在我国尽早地建立起示范炭虽然储量丰富，但是分布不均，尤其验反应堆(InternationalThermo-nuclear聚变堆和商用聚变堆。是煤炭作为能源，污染严重，致使我国ExperimentalReactor,简称ITE

3、R)计制约核聚变堆研究的关键问题之能源使用排放的温室气体仅次于美国，划。并且在本世纪初确定了ITER的设一是面临高温等离子体的第一壁结构居世界第二位，为环境外交所瞩目。核计概要，标志了受控热核聚变技术从材料，即面向等离子体材料（Plasma能的发现和应用，是人类在二十世纪最基础研究阶段进入到了确认设备性能FacingMaterials,PFM）。PFM指在伟大的科学技术成就之一。与太阳能、的工程可行性阶段。ITER现已在法国磁约束可控热核聚变反应装置中直接水能、风能、地热等清洁能源相比，核南部马赛附近的卡达拉舍开始建设，面对等离子体的第一壁和偏滤器、限能不受时间

4、和地域的限制，尤其受控热这是工程可行性研究的第一步，第二制器的装甲材料。核聚变装置相当于核聚变能是公认的“资源无限”、可以步是研制示范聚变堆，第三步才是研装高温等离子体的炉子，最受考验的“永远”解决人类未来能源需求和保护制商用聚变堆。是内壁，其表面要承受高温、极高的-2环境的重要途径之一。2006年11月21日，科技部部长徐表面热负荷（最高约20MWm)，并且氘氚聚变反应可以释放出大量能冠华代表中国政府签署了ITER计划的要承受核聚变反应放出来的能量高达量，其所需燃料在地球上预计约能使联合实验协定及相关文件，这是中国14MeV的中子的辐照，辐照量将为数用3000

5、万年以上。聚变反应堆不产科学家首次和欧美等发达国家的科学百dpa。同时，14MeV中子的(n2p)、28FORTUNEWORLD2009.9葛昌纯中国科学院院士；国际陶瓷科学院层状和梯度材料协会主席；国际陶瓷科学院自蔓延高温合成协会理事；世界陶瓷科学院院士；中国金属学会粉末冶金专业委员会特种材料与制品学术委员会主任委员；世界陶瓷科学院层状和梯度材料学会主席；世界陶瓷科学院自蔓延高温合成学会理事；KeyEngineeringMaterialsInternationalJournalofSHSMaterialsTechnology和“粉末冶金工业”等国际、国内刊物的

6、编委。1952年毕业于唐山工学院（现西南交通大学）冶金物理系冶金工程专业。1952～1984年在冶金部钢铁冶金总院先后在冶金室、压力加工室、粉末冶金室担任专题负责人、高级工程师、研究室副主任。1980年10月～1983年4月作为德国洪堡基金会研究员在Max-Planck材料科学研究所和柏林工大非金属材料研究所从事粉末冶金和先进陶瓷研究，获Dresden技术大学工学博士学位。1985年起在北京科技大学从事研究和教学工作，晋升为教授、博士生导师。2001年被选为中国科学院院士。2006起年任西南交通大学教授、博士生导师。1988年被人事部评定为“国家有突出贡献中青年

7、专家”，1990年被国家教委和国家科委评定“全国高校先进科技工作者”。(n,α)核嬗变反应所产生的大量的氢、钨是最有前景的PFM的候选材料。对什么样的材料才能达到如此高的氦对材料的性能会产生巨大影响。于PFM而言必须解决两个难题，一是要求呢？1984年，日本MasayukiNiino可以说，现在世界上已有的材料中PFM自身性能的不断提高；二是PFM博士等三位科学家在研究航天飞行器尚没有任何一种可能胜任第一壁的与铜基热沉材料的有效连接。目前欧所需高温结构材料时提出了功能梯度工作要求。盟、日本、美国等国对碳基和钨基材料（FunctionallyGradedMater

8、ials,PFM的主要功