9月11日，由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头承担，国家“十三五”重大科技基础设施聚变堆主机关键系统综合研究设施项目（CRAFT）取得重大进展，其关键子系统——离子回旋加热系统（ICRF）顺利通过专家组验收，标志着我国在高功率射频加热技术领域取得新突破。
一、技术原理
离子温度作为聚变堆“点火”的关键参数。在氘氚聚变反应中，离子温度需达到上亿摄氏度并自持燃烧。相较于其他加热方式，ICRF可直接加热等离子体中的离子，有效提升反应概率。离子回旋共振加热（ICRH），是通过电磁波频率与离子在磁场中回旋频率共振，利用回旋阻尼机制加热等离子体的技术，主要应用在以托卡马克为代表的磁约束核聚变装置上。最近完成8.63亿美元融资的Commonwealth Fusion Systems早在2020年，就首度公开其旗帜性实验装置SPARC的整体方案，宣布将ICRH作为其唯一的辅助加热来源，最大加热功率达到25MW。今年6月，全球最大的仿星器装置—德国Wendelstein 7-X也宣布首次利用ICRH产生高能氦-3离子，以此来精确模拟聚变反应堆中的等效物理条件。
二、研制成果
作为核聚变装置中加热等离子体至上亿摄氏度高温的重要手段，离子回旋加热系统的核心器件（如兆瓦级电子四极管和兆瓦级真空电子管）长期受制于国外垄断。
为此，CRAFT项目团队面向未来聚变堆，历时五年攻坚，攻克“卡脖子”技术，实现核心器件（兆瓦级电子四极管和兆瓦级真空电子管）的国产化；并创新设计多路大功率合成网络及低损耗传输器件，实现了40-80MHz宽频段的2MW功率、千秒量级稳定输出，完成兆瓦级功率合成与传输。
三、重大意义
该高功率离子回旋系统平台的研制成功，可为BEST、CFEDR以及ITER装置的离子回旋加热系统关键部件的设计提供研发与测试平台，将为未来聚变能源发展提供重要支持，助力国家双碳战略实施；同时，也实现了高功率射频加热技术从“跟跑”向“领跑”的跨越，彰显了我国在聚变能源领域的全链条创新能力，助力中国在全球能源革命中占据科技制高点。
研究人员还表示，该系统的成功验收，标志着团队成功突破相关技术壁垒，解决了离子回旋加热系统核心技术瓶颈，实现了全链路国产化与自主可控，具有重要工程应用价值。未来，相关技术还可拓展应用于运载推进、半导体、医疗健康、电子科技等领域。
参考链接：
- https://www.gov.cn/yaowen/tupian/202509/content_7040187.htm
- https://ipp.cas.cn/xwdt/ttxw/202509/t20250910_768414.html
- https://interestingengineering.com/energy/nuclear-fusion-stellarator-helium-3