核聚变装置偏滤器面向等离子体材料的发展现状与展望

刘家琴1,2张小强3,4，朱晓勇,2,4，马冰3，吴玉程,3,4（1.北京化工大学化学学院； 2.安徽省先进复合材料设计与应用工程研究中心； 3.合肥工业大学材料科学与工程学院； 4.有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心）

摘要： 偏滤器作为受控核聚变装置的核心组件，其面向等离子体材料必须耐受高温等离子体产生的强热流、粒子流和中子辐照的复合效应。这些效应可能引起材料损伤和杂质生成，导致等离子体的能量损失和约束效率下降，同时，滞留在面向等离子体第一壁面上的燃料粒子再循环也直接影响等离子体密度的控制。综述了偏滤器面向等离子体材料在聚变堆高热负荷、等离子体辐照以及中子辐照等服役条件下的损伤失效行为，介绍了碳基材料、铍金属和钨基材料等面向等离子体主要候选材料，综述了合金化、复合化和弥散强化等钨基材料强韧化策略，展望了未来的研究方向。

关键词： 核聚变；偏滤器；面向等离子体材料；服役条件；物理作用