在法國南部，由35個國家共同參與的ITER國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目正在建設(shè)全球規(guī)模Zui大的聚變反應(yīng)堆，旨在通過氫核聚變實(shí)現(xiàn)長期零排放的清潔能源。由于聚變所需的真空環(huán)境壓力接近宇宙深空，僅靠機(jī)械泵無法達(dá)成，必須依賴配備特殊控制技術(shù)的低溫泵系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)無法承受托卡馬克反應(yīng)堆內(nèi)部的極端條件，這一難題Zui終由德國卡爾斯巴德-伊特斯巴赫的Konstandin公司聯(lián)合RI Research Instruments GmbH及ITER組織共同攻克。

ITER項(xiàng)目總監(jiān)Mathias Kraft指出，該項(xiàng)目沒有標(biāo)準(zhǔn)解決方案，每個部件都必須量身定制。為控制直徑近1米的進(jìn)氣閥門，新研發(fā)的泵控制柜需實(shí)現(xiàn)小于1毫米的閥門間隙精度，同時耐受強(qiáng)磁場、高溫、輻射及劇烈振動。該控制柜采用氣動控制單元設(shè)計(jì)，幾乎不含電子元件，從而在強(qiáng)輻射環(huán)境下依然保持高可靠性，由外部非輻射區(qū)的PLC系統(tǒng)控制，通過不銹鋼管道傳輸壓縮空氣驅(qū)動閥門，確保快速啟閉與精準(zhǔn)定位。

在開發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)面臨材料選擇的嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。由于反應(yīng)堆內(nèi)部磁場可達(dá)0.5特斯拉，且存在輻射風(fēng)險，傳統(tǒng)含氟密封件和軟管被嚴(yán)格禁止。Konstandin與供應(yīng)商緊密協(xié)作，篩選并定制了特殊的金屬密封件和不銹鋼管材，確保系統(tǒng)在60攝氏度高溫及振動環(huán)境下完全密封。經(jīng)過ITER低溫測試臺的模擬驗(yàn)證，該控制柜在壓力變化響應(yīng)、泄漏測試及緊急停止功能上均表現(xiàn)完美，成功通過了所有嚴(yán)苛的考核標(biāo)準(zhǔn)。

隨著預(yù)計(jì)于2025年交付的控制柜，ITER項(xiàng)目迎來了又一里程碑，整套系統(tǒng)將于2029年前完成反應(yīng)堆集成。這一成果不僅體現(xiàn)了德國工程在極端環(huán)境下的卓越創(chuàng)新能力，也為全球聚變能源開發(fā)提供了關(guān)鍵的技術(shù)范本。對于中國能源行業(yè)而言，這種在超高溫、強(qiáng)輻射環(huán)境下實(shí)現(xiàn)氣動系統(tǒng)高精度控制的工程經(jīng)驗(yàn)，對國內(nèi)正在推進(jìn)的聚變實(shí)驗(yàn)裝置及高端真空設(shè)備研發(fā)具有重要的參考價值，預(yù)示著未來清潔能源裝備將向更高集成度與更嚴(yán)苛環(huán)境適應(yīng)性方向發(fā)展。