9月末据外网报道：国际热核聚变实验堆（以下简称ITER）所需的五个真空腔体组件由组织内的机构 Fusion for Energy （以下简称F4E）负责建造，第一个组件——真空腔体第5区现已在意大利制造完成并亮相。据悉，该组件将被运往法国的托卡马克聚变装置现场。
▲ 已完成的 ITER 真空腔体组件（图片来源：F4E）
ITER 的真空腔体用于容纳聚变反应，并充当第一道安全屏障。其内部容积达1400m³，由九个楔形钢块组成，每个钢块的高度超过14米，重达440吨。组装后的 ITER 真空腔体外径为19.4米，高度为11.4米，重约5200吨。加上随后安装的外包层和偏滤器等容器内组件，总重量将达到8500吨。
ITER 的所有实验需要在真空腔体内进行。这个巨型的真空腔体是一个密封的钢制容器，它为等离子体的旋转加速提供高真空环境，屏蔽外部辐射，增加等离子体的稳定性，充当托卡马克装置的主要约束屏障。流经腔体双层钢壁的冷却水将带走运行过程中产生的热量。
（有关托卡马克装置与真空技术，可阅读文章：解密目前最大高真空系统 ITER 内部的真空结构）
▲ ITER 真空腔体结构示意图（图片来源：ITER）
ITER 真空腔体上有44个开口或端口，可用于远程处理操作、加热及连接真空系统抽真空。除了磁约束系统外，ITER 的真空腔体也被封闭在一个低温恒温器的大型真空室中。
托卡马克装置真空室容积越大，越容易限制等离子体并实现产生巨大聚变功率的高能状态。据了解，ITER 真空腔体中心所含等离子体的体积是当今世界运行中最大的托卡马克装置的十倍。
真空腔体双层壁之间约55%的空间将被内壁屏蔽模块占据，每个模块重500公斤。这些模块由硼化和铁磁不锈钢制成，为真空腔体外部的组件（如磁铁）提供中子辐射屏蔽，并通过限制环形场波纹的扰动来提高等离子体性能。
真空腔体的6000个内壁屏蔽模块（共需9000个）会在真空容器组件制造期间安装到位，其他将运送到 ITER 建造现场，在组装期间进行安装。
▲ ITER 真空腔体第5区鸟瞰图（图片来源：F4E）
真空腔体和超导磁体之间将安装一层隔热层，磁体和低温恒温器之间将安装另一层隔热层。隔热层覆盖的表面积约为10000㎡，可以最大限度地减少部件传递的热辐射和热传导，以确保 ITER 低温装置能够移除残余的热负荷。
隔热层由不锈钢面板组成，其表面辐射率低（<0.05），这些面板由焊接在面板表面的氦气冷却管冷却。在等离子体运行期间，氦气的温度范围为 80 K 至 100 K。
据悉，ITER 真空腔体组件的制造由欧洲（5个组件）和韩国（4个组件）共同承担。位于组件中心的真空容器组件6号和相关热屏蔽已由韩国国内机构制造并交付。
ITER 提供的数据显示，真空腔体每个组件的焊缝大约有150公里长。在所有制造基地，由技术人员、计量专家、工程师和质量保证人员组成的大型团队将不断检查生产情况，以降低风险。所生产第一个组件机械加工时长超过20000小时，焊接时长100000小时。其中2段（1区与4区）由 Westinghouse 公司制造，另两段（2区与3区）则由 Walter Tosto 公司制造。首段组件（5区）现已在意大利蒙法尔科内的 Mangiarotti 工厂组装。
早在今年1月16日，首个 ITER 真空腔体组件第5区液压测试就已顺利完成。这些测试使用氮气和氦气，检查了该部件对压力和真空的反应。测试的目的是确保结构中没有泄漏。
这些参数至关重要，因为聚变反应需要完全密封的环境。而测试结果也证明了组件焊接、组装和制造符合最高标准。2月6日，组件就已经开始验收并通过泄漏测试，工作人员检查其尺寸。
▲ 组件正在验收及相关测试（图片：F4E）
在蒙法尔科内举行的仪式上，来自业界和研发团队的高级代表齐聚一堂，庆祝 ITER 项目的技术里程碑。该部门的制造工作超过十年，有超过150名专业人员参与其中，还有欧洲各地至少15家公司及其员工。F4E 主管 Marc Lachaise 在仪式上表示，首个组件是 F4E、Ansaldo 核能公司、Westinghouse、Walter Tosto 和 ITER 组织合作的成果。
该组件于9月底从意大利出发，通过海运运往法国马赛的工业港口，然后运往 ITER 现场。剩余的四个组件正在生产中，并预计在未来两年内交付。
▲ ITER真空腔体第5部分（图片来源：F4E）
ITER 是一个重大的国际项目，35个国家正在合作建造 ITER，其中欧盟承担了近一半的建设费用，其他六个成员国（中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国）承担另一半。今年6月，ITER 公布了修订后的项目计划，旨在实现科学和技术上的初始运行阶段，包括2035年的氘-氘聚变运行，随后实现全磁能和等离子体电流运行。
参考链接：
https://www./mach/VacuumVessel
https:///articles/europe-completes-manufacture-of-iter-vessel-sector
https:///articles/first-european-made-iter-vessel-sector-awaits-ship
https://www./news/first-iter-vacuum-sector-completed/?cf-view