德国机构联合研发先进阻隔涂层 防止核聚变氚燃料泄漏

德国弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所(IWS)与马克斯·普朗克等离子体物理研究所(IPP)联合启动“TritiumStopp”项目，开发用于核聚变反应堆的高性能阻隔涂层，以防止氚燃料泄漏。

氚是核聚变反应的关键燃料，但其原子尺寸极小，易穿透金属结构(即“渗透”现象)，导致反应堆壁或管道中的氚逸出，造成不可替代的战略资源损失。为解决这一问题，研究团队致力于研发可承受极端条件的薄涂层，以阻止氚在材料中的迁移。

弗劳恩霍夫IWS研究所采用的涂层技术基于物理气相沉积工艺，此前已在重载工具磨损防护等高性能工业场景中验证。该技术可通过生产就绪方案直接应用于反应堆基础部件。

项目团队对多种涂层类型(包括金属氮化物、氧化物及类金刚石碳)的防渗透性能展开研究。弗劳恩霍夫IWS的沃尔克·韦纳赫特(Volker Weihnacht)博士表示：“我们在模拟反应堆环境的条件下测试涂层性能，包括机械应力、热循环及高能粒子辐照。”研究目标为验证涂层的即时保护效果及长期稳定性。

马克斯·普朗克等离子体物理研究所的阿明·曼哈德(Armin Manhard)博士补充，团队依托长期专业经验，通过高分辨率离子束诊断技术，在多个渗透试验台上追踪氢同位素在聚变材料中的扩散行为。他强调：“我们将多种诊断方法整合，以揭示材料行为并定位工艺参数影响。”

除基础研究外，项目团队同步探索技术实用化路径。韦纳赫特博士指出：“从项目初期，我们即考虑通过大面积涂层或集成保护系统扩大成果应用范围。”该技术未来有望应用于聚变反应堆的规模化防护系统。

核聚变氢同位素反应被视为清洁能源的潜在解决方案，而氚的稳定供应与安全储存是技术商业化的关键前提。此次研究旨在为未来聚变电站提供可靠的材料防护方案。