9月，英国原子能管理局（UKAEA）发布新版聚变材料路线图，拓展了实现可持续聚变能源必须攻克的关键材料范畴，为未来技术突破指明了方向^[1]。

路线图指出，到2028年，“锂增殖氚创新计划”（LIBRTI）将生成第一组数据，用于“球形托卡马克能源生产计划”（STEP）的材料仍处于长交付周期状态；到2035年，国际聚变材料辐照设施-示范导向中子源项目（IFMIF-DONES）将投运，用于STEP的材料将处于短交付周期状态。到本世纪40年代初期，STEP首次实现等离子体放电。路线图从3个维度，分近期（2025~2035年）和长期（21世纪40年代及以后）两个层级，介绍了聚变材料的发展目标。

1、模拟聚变环境

（1）近期目标。建立在相关温度、强磁场（20 T）和应变（+/-0.5%）条件下，辐照、处理和测试高温超导带材的能力，并确定带材的临界电流值；开发原位协同测试能力，模拟各种聚变材料的实际运行条件；利用“国际核聚变材料辐照设施-示范导向中子源项目”（IFMIF-DONES）、LIBRTI和其他聚变相关中子设施的数据，确定最佳氚增殖材料。

（2）长期目标。与远程机器人团队合作，利用STEP监测采样（以及其他示范发电厂和聚变相关能力），开发原位监测及修复方法，并确定真实聚变环境对材料的影响；委托并利用英国裂变材料试验反应堆进行聚变材料验证。

2、构建材料供应链，助力绿色、可持续的商业化聚变

（1）近期目标。培育高温超导带材供应商，制定质量保证策略；开发出新的方法，能够制造复杂几何形状、连接同种（如屏蔽陶瓷）或不同种（如陶瓷或钨与钢）材料以及生产功能梯度材料；开发增殖材料及组件的工业规模制造工艺；保障足够数量的高品质/纯度原材料的持续供应；开发工业规模低活化结构材料，例如，可承受650 ℃高温的钢或钒合金，可在1000 ℃运行的碳化硅。

（2）长期目标。制定可持续的材料回收路线；确立控制杂质、减少放射性同位素的策略；开发增材制造等先进制造技术，提高可靠性或开辟新的设计可能性，并实现规模化；为尚未在其他行业广泛使用的高温、聚变专用材料（如钒基材料）培育增长点。

3、开发预测模型，确保材料合格

（1）近期目标。开发多尺度建模技术，用于预测聚变条件下材料性能的演变；设计集成建模/实验矩阵，用于制定小样本测试和监测采样规程，并按照行业标准进行大样本测试验证；利用裂变或其他中子，针对辐照引起的损伤和嬗变效应，提供合格的工程级候选材料数据（如屏蔽效能、结构完整性）。

（2）长期目标。开发工厂和组件规模级的建模技术，能够远超实验范围进行外推。

 （万勇）