2025年11月12日，世界上最大的低溫泵——MITICA低溫泵已成功冷卻至標(biāo)稱工作溫度(nominal operating temperatures)，證明了MITICA低溫基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性，標(biāo)志著聚變研究和中性束測(cè)試設(shè)施已達(dá)成重要的里程碑。MITICA(全功率注入器)是ITER中性束注入(NBI)系統(tǒng)的1:1全尺寸原型機(jī)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是從氫和氘的負(fù)離子開始，產(chǎn)生一股中性粒子束，將其加速至1MeV的能量，并以16.5MW的功率持續(xù)運(yùn)行一小時(shí)。MITICA旨在驗(yàn)證ITER中性束注入系統(tǒng)的工程可行性，并測(cè)試低溫泵在極端熱負(fù)荷條件下的抽氣性能。此次低溫泵的成功冷卻，不僅是中性束測(cè)試設(shè)施建設(shè)的關(guān)鍵進(jìn)展，也是歐洲對(duì)ITER計(jì)劃所作貢獻(xiàn)的重要組成部分。

核心成就

-MITICA低溫泵在意大利帕多瓦的Consorzio RFX 成功冷卻至標(biāo)稱工作溫度。

-低溫板溫度達(dá)到4.6K(比絕對(duì)零度高幾度)，熱輻射屏蔽層溫度穩(wěn)定在80K。

-這是MITICA低溫系統(tǒng)集成運(yùn)行的首次成功驗(yàn)證。

時(shí)間線與準(zhǔn)備

2025年9月16日：項(xiàng)目獲得啟動(dòng)許可。

準(zhǔn)備工作：團(tuán)隊(duì)提前一個(gè)月完成了低溫泵的安裝，并為冷卻操作完成了多項(xiàng)關(guān)鍵準(zhǔn)備工作，包括：

-確定維護(hù)合同與更新安全程序;

-對(duì)泄壓閥進(jìn)行重新認(rèn)證;

-對(duì)壓縮站和油去除系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù);

-恢復(fù)了低溫管路和冷箱的真空度。

測(cè)試過程與成果

冷卻階段：團(tuán)隊(duì)克服了技術(shù)挑戰(zhàn)，成功將系統(tǒng)無瑕冷卻至目標(biāo)溫度。

運(yùn)行性能測(cè)試：

-向MITICA真空室內(nèi)以23~47Pa·m³/s的流速注入氫氣，測(cè)試低溫泵的性能。

-成功收集了泵在真實(shí)工況下的行為數(shù)據(jù)，并觀察到低溫泵內(nèi)木炭層達(dá)到飽和狀態(tài)。

結(jié)束階段：系統(tǒng)成功加溫回室溫，盡管再生測(cè)試因時(shí)間關(guān)系未執(zhí)行，但已獲得大量的寶貴數(shù)據(jù)，確定了未來運(yùn)行中的優(yōu)化方向。

未來展望

需要進(jìn)一步的測(cè)試來全面驗(yàn)證和優(yōu)化集成的MITICA低溫系統(tǒng)，確保其為未來的運(yùn)行測(cè)試活動(dòng)做好準(zhǔn)備。

Consorzio RFX

Consorzio RFX成立于1996年，總部位于意大利帕多瓦，是意大利核聚變研究的核心機(jī)構(gòu)之一。該聯(lián)合體由意大利國家研究委員會(huì)(CNR)、國家新技術(shù)能源與可持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展署(ENEA)、國家核物理研究所(INFN)、帕多瓦大學(xué)及Acciaierie Venete SpA共同組成，負(fù)責(zé)ITER中性束注入系統(tǒng)的全尺寸原型測(cè)試，主要包括SPIDER(負(fù)離子源測(cè)試平臺(tái))和MITICA(全功率注入器)兩大實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。