11月12日Consorzio RFX宣布由其合作的欧洲聚变能组织（F4E）及法国液化空气公司先进技术部门（ALAT）组成的团队，成功将全球最大的低温泵MITICA冷却至标称工作温度。这一成就标志着国际热核聚变实验堆（ITER）计划的中性束注入（NBI）系统研发取得了重大工程突破。
一、项目背景：为ITER铺路的关键原型
MITICA（全称是Megavolt ITER Injector & Concept Advancement，全功率注入器）并非一个普通装置，它是ITER所需的中性束注入系统的1:1全尺寸原型机。其使命极为关键：验证能否产生并稳定运行一束能量高达1兆电子伏特（1 MeV）、功率达16.5兆瓦（MW）的中性粒子束，并持续一小时。这样的高能粒子束在未来ITER托卡马克装置中，将承担加热等离子体与驱动等离子体电流的双重任务。因此，MITICA的成功与否，直接关系到ITER项目的进程。
二、核心突破：逼近绝对零度的极限冷却
本次突破的核心在于低温泵的成功冷却。低温泵是维持超高真空环境的核心设备，其工作原理是利用极低温的表面来“冻结”并捕获气体分子。MITICA低温泵的设计要求极为苛刻：
冷面板：需冷却至4.6开尔文（4.6 K），仅比绝对零度（-273.15°C，即0 K）高出4.6开尔文。
热辐射屏蔽层：需稳定在80开尔文（80 K）。
在2025年10月底的测试中，项目团队成功实现了这一目标。这不仅是对庞大低温泵硬件本身的考验，更是对整个低温系统，包括复杂的液氦冷却回路和控制系统集成能力的首次全面验证。
三、严谨测试：验证性能，收集数据
冷却达标仅是第一步。随后，团队立即转向性能测试。他们向容纳低温泵的MITICA真空容器内注入氢气，流量控制在23至47 Pa·m³/s之间。这项测试旨在模拟真实工作条件下的气体负载，以检验低温泵捕获和保持气体的能力。测试获得了圆满成功，研究人员收集到了关于低温泵动态行为的大量关键数据，并观察到了泵内活性炭吸附层达到饱和状态，这为后续的再生循环提供了重要参考。
尽管由于时间限制，原计划在100 K下进行的活性炭再生测试未能执行，但整个系统已安全地加温至室温。此次运行所获得的数据，为理解整个集成系统的行为提供了宝贵见解，并明确了未来优化操作的具体方向。
四、里程碑意义：推动聚变能源发展
MITICA低温泵的成功冷却，是聚变工程领域一次值得庆祝的里程碑。它充分证明了参与团队在极端低温技术上的卓越能力，以及欧洲工业界和科研机构为ITER项目所提供的坚实支持。
这一突破为MITICA项目后续的束流产生和加速测试扫清了一个重大障碍，有力地推动了整个中性束测试设施的建设进程，也让人类迈向清洁、无限的聚变能源梦想更近了一步。未来，团队将继续对集成的MITICA低温系统进行验证和优化，确保其能为即将到来的高功率束流测试做好万全准备。
五、关于Consorzio RFX
Consorzio RFX成立于1996年，是意大利核聚变研究的核心机构之一，总部位于帕多瓦市。该联合体由意大利国家研究委员会（CNR）、国家新技术、能源与可持续经济发展署（ENEA）、国家核物理研究所（INFN）、帕多瓦大学（University of Padua）以及Acciaierie Venete SpA共同组建。这种多学科交叉的合作模式，整合了基础研究、工程技术和工业应用的优势，使其在磁约束核聚变领域独树一帜。
实验室的核心使命是通过实验和理论研究，推动核聚变能源的商业化进程。其研究重点集中在反场箍缩（Reversed Field Pinch，RFP）和托卡马克（Tokamak）两种磁约束配置上，并深度参与国际热核聚变实验堆（ITER）项目的关键技术研发，如主要负责运营和开发ITER中性束注入系统的两大全尺寸原型测试平台——SPIDER（负离子源测试平台）和MITICA（全功率注入器）。
Consorzio RFX拥有约200名员工，包括等离子体物理学家、工程师、技术人员和行政人员，形成了从基础研究到工程实现的完整科研链条。
SPIDER（负离子源测试平台）
SPIDER（Source for the Production of Ions of Deuterium Extracted from an RF plasma）是位于意大利帕多瓦Consorzio RFX内的负离子源测试平台，作为ITER中性束注入（NBI）系统研发的关键前置实验装置，其主要任务是验证和优化未来用于ITER的负离子源技术。该平台通过全尺寸离子源原型，在真实工况下测试产生、加速并中和高能负离子束（如氘离子束）的能力，旨在解决高电流、高能量离子束产生过程中的关键技术挑战，例如减少共提取电子、维持等离子体均匀性及延长源组件寿命，从而为更大规模的MITICA全功率注入器测试奠定基础，确保ITER加热系统核心部件的可行性与可靠性。
参考链接：
- https://www.igi.cnr.it/en/news/mitica-cryopump-successfully-cooled-down-to-nominal-temperatures-at-consorzio-rfx-padua/