7月14日,欧盟通过了一项关键性决策,将通过Fusion for Energy(F4E)向国际聚变材料辐照设施—面向DEMO的中子源项目(IFMIF-DONES)投资2.02亿欧元,用于建设和启动位于西班牙格拉纳达埃斯库萨尔 (Escúzar) 的IFMIF-DONES粒子加速器。据悉,这笔投资约占项目总成本的25%。

这笔价值2.02亿欧元的投资,是欧盟在7月10-11日在西班牙巴塞罗那举行的一次会议上批准的。据了解,该提案通过的前提条件是:西班牙要确保该设施建设的全部资金到位,并建立适当的法律框架。
而随着克罗地亚、日本和意大利确认参与,以及一份旨在规范西班牙科学、创新与大学部、IFMIF-DONES西班牙联合体、欧盟委员会、F4E及其他潜在国际合作伙伴之间合作的协议草案拟定,这两个条件现已满足。
一、国际聚变材料辐照设施—IFMIF
实现可控核聚变发电,仍然面临众多科学与工程化的挑战,其中就包括了耐中子辐照的材料开发。这些材料需要承受高达14MeV的中子通量,并在长时间内保持其物理和结构特性。但在目前,现有的辐照实验尚未达到聚变反应所需要中子能级、温度或其他运行环境。
基于此,国际核聚变材料辐照设施—IFMIF项目应运而生,旨在测试材料在类似核聚变反应堆内部条件下的耐久性。它使用粒子加速器产生连续波氘(D+)光束,瞄准由液态锂靶制成的目标。氘和锂之间的相互作用将产生足够的自由中子,以模拟ITER甚至是未来DEMO随时间推移的计划中子通量。

位于西班牙的IFMIF-DONES,是西班牙历史上最大的R+D+I国际投资项目,总体建设成本预计约7-8亿欧元。该项目是一种基于强流粒子加速器的中子源,旨在开发、鉴定和许可能够承受未来聚变反应堆第一壁预期极端条件的材料。而且,该项目的粒子加速器将产生独特的实验数据,这些数据也将惠及科学和技术的其他领域,包括医学、核物理和各种工业应用。
而在此之前,日本和欧洲已经联合在日本QST的六所村建立原型测试装置——IFMIF-EVEDA,并完成了详细工程设计。两者共同构成国际聚变材料辐照设施的核心发展路径。如果说IFMIF-EVEDA只是一个原型装置,那么IFMIF-DONES就是IFMIF的工程实现与运行阶段。
相较于IFMIF-EVEDA原先工程设计,IFMIF-DONES作了不少精简设计,主要体现在:
- 加速器数量从两台减至一台,束流功率从10MW降至5MW,电流也从250mA降至125mA。
- 辐照模块仅保留高通量测试模块(HFTM),简化远程维护流程。
- 后辐照分析(PIE)移至场外进行,降低设施复杂度。

二、未来展望与评价
西班牙科学、创新与大学部长Diana Morant对此消息表示欢迎,她说:“我们正在一个战略性项目中采取坚实步骤。该项目在欧盟委员会的支持下,致力于应对克服能源危机这一全球性挑战,并将西班牙置于聚变能研究的前沿。”
总部位于巴塞罗那的欧盟聚变能组织F4E主任Marc Lachaise表示:“欧盟对IFMIF-DONES资助的批准传递了一个明确的信息:欧洲致力于通过F4E团队的工作使聚变能成为现实,并立志成为该领域的全球领导者。”
Marc Lachaise还补充道:“IFMIF-DONES现已正式成为欧洲聚变路线图的一部分。凭借这笔2.02亿欧元的投资,F4E将通过各类合同让欧洲工业界、中小企业和研究中心参与进来。IFMIF-DONES是一个致力于战略性能源技术的项目,欧盟已重申其大力支持。”
据了解,F4E将与欧洲供应链合作,推进大电流粒子加速器、诊断和远程处理系统等尖端技术以及EUROFER钢材等原材料的开发与制造。此外,F4E还将会借调员工参加该计划。
参考资料:
- https://fusionforenergy.europa.eu/news/eu-invest-ifmif-dones-fusion-facility/
- https://ifmif-dones.es/dones-updates/european-commission-invests-e202-million-via-f4e-in-the-ifmif-dones/