聚变反应堆运行关键:等离子体热量排出与 PFCs 冷却。等离子体损耗功率的迅速排出是聚变反应堆成功运行的关键,面向等离子体部件(PFCs)是偏滤器中直接与等离子体相互作用的核心部件,承受等离子体强粒子流与高热流冲击,服役环境极苛刻。为维持 PFCs 正常运行,目前的解决方案是在其热沉材料中开设流道通冷却剂,带走等离子体与 PFCs 相互作用产生的大量热量,确保热沉材料和面向等离子材料处于许用温度范围,使 PFCs 能在聚变堆内长期稳定服役。因此,偏滤器热沉材料的性能对聚变堆能否成功运行至关重要;从另一个角度看,PFCs 承受高热负荷的能力限制了聚变堆的最大运行功率,而热沉材料的热物理性能(如热导率、热膨胀系数)和力学性能(如高温强度、抗热震性)是提升 PFCs 热负荷承受能力的关键。