6月5日，ITER组织联合国际众多科研机构，以论文形式正式公布了ITER新的基线、研究计划与开放性研究问题。该论文发表在《Plasma Physics and Controlled Fusion》上，标题为《The new ITER baseline, research plan and open R&D issues》。
一、项目背景
2024年11月，ITER组织在理事会第35次会议上提出了一项新的项目基线（New Baseline，NB）提案，旨在确保项目目标的稳健实现。此前，由于新冠疫情导致的延误、首批组件（尤其是真空容器和热屏蔽层）完成的技术难题以及核许可方面的挑战，原有的2016年基线已不可行。
新的基线通过制定切实可行的机器组装、调试和运行计划以及修订的许可策略，结合2016年基线的科研计划，以期确保项目目标的实现。简单来说：
- 2033-2034年：进入综合调试阶段
- 2034年：启动运行
- 2036年：全磁能运行
- 2039年：开始氘-氚聚变实验运行
二、核心变更内容
1.第一壁材料：铍（Be）→ 钨（W）
由于铍具有毒性、低熔点（易熔毁）和高溅射率的特点，因此需频繁更换；对比之下，钨因具有更高熔点和耐辐照性，其维护需求大大降低，更加适合长期运行。虽然钨可能导致辐射增强和杂质积累等问题，但实验与建模表明，这些问题可以通过优化控制（如电子回旋加热ECH）缓解。
2.加热与电流驱动系统（H&CD）升级
调整逻辑：增强电子回旋加热（ECH）以优化钨控制，降低离子回旋加热（ICH）潜在杂质风险。
3.分阶段安装策略
- SRO阶段：使用惯性冷却第一壁（无水冷），避免早期运行故障导致冷却剂泄漏。
- DT-1阶段开始前：安装水冷钨第一壁和完整H&CD系统。
三、分阶段研究计划（NB-IRP）
1.研究运行初期（SRO）：利用40MW电子回旋波加热（ECH）和10MW离子回旋波加热（ICH），重点展示15MA全磁能运行、所有必需系统的调试（包括扰动缓解）以及在氘（D）等离子体中展示高约束模（H模）等离子体运行。
2.氘-氚运行第一阶段（DT-1）：利用60-67MW ECH、33MW中性束注入（NBI）和10-20MW ICH，展示在氘-氚（DT）等离子体中稳健运行，实现Q≥10、聚变功率500MW、燃烧持续时间300-500s，并在累积中子通量约为ITER设备生命周期总目标的1%内进行操作。
3.氘-氚运行第二阶段（DT-2）：在ITER托卡马克及其辅助系统最终配置下，展示在DT等离子体中常规运行，实现高Q和Q≥5的长脉冲及稳态场景，并进行核聚变反应堆相关研究。
四、开放性研发问题
论文还提出了数项开放性的研发问题，主要包括：
1.等离子体-壁相互作用：需验证钨源模型，量化刮削层区域的钨输运，优化硼化层均匀性以控制氧杂质。
2.破裂缓解技术：需改进碎裂弹丸注入策略，应对DT阶段β衰变电子引发的逃逸电子风险，验证3D磁流体动力学（MHD）模型。
3.长脉冲场景开发：研究电流剖面弛豫、MHD稳定性（如撕裂模），优化 H&CD布局以维持稳态运行。
4.诊断与系统集成：完善中子、快粒子诊断，验证氚燃料循环效率，优化热室和放射性废物处理系统。
新基线通过优化设备配置并采用分阶段的策略，为ITER实现聚变功率目标提供了稳健路径。各阶段研究计划紧密围绕钨壁兼容性、高Q等离子体控制及聚变堆相关技术展开，但仍需通过持续研发解决模型验证、系统集成等挑战，为未来聚变能源开发奠定基础。
参考资料：
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6587/add9c9
- https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6587/add9c9/pdf
- https://www.iter.org/few-lines