让核聚变燃料再次发挥作用：从ITER氚工厂看产业工作

核聚变燃料并不是送入装置后就完成了使命。还需要设备取出未反应的燃料、去除杂质，使其重新达到可利用的状态。本文以ITER的氚工厂为例，看看化工流程与设备制造企业参与的“让燃料循环起来”的工作。

氚是氢的放射性同位素，日语也称为“三重氢”。ITER未来实验将使用氘和氚组成的燃料。注入等离子体的燃料并不会一次全部发生反应，排气中混有未反应燃料、反应产生的氦以及杂质。

ITER在2023年6月12日的解说中，将从排气回收燃料的功能分为六项：排气处理、同位素分离、储存与供给、气体除氚、水中氚回收以及成分分析。把这些功能连接起来、使燃料能够再利用的体系，就是燃料循环。ITER燃料处理解说

这里的同位素，是指同一种元素中中子数不同的原子。处理过程并非笼统地将其全部视为“氢”，而是要将氘和氚调整到所需的组成。

处理氚的设施不能只关注气体流动，还需要回收水中氚的系统。虽然称为“去除”，却不是简单地丢弃，而是与回收燃料再次利用的工序相连。

ITER于2015年4月3日宣布，用于水除氚设施的两座应急储罐已运抵现场，每座容量为100立方米。照片记录的是当时的交付，并不意味着整个燃料循环已开始运行。应急储罐交付报告

对成套装置工程企业而言，区分正常运行时流动的物质与异常状态下需要接纳的物质十分重要。确定容量和连接对象，不仅要考虑运行条件，也必须与设施的安全设计协调一致。

ITER在2016年3月的安装报告中，介绍了在建筑施工的同时细化储罐设计和固定位置的案例。相关设备属于安装后无法取出的“永久内置设备”，也被列为安全重要设备。托卡马克综合建筑内的储罐安装

这类设备不能仅满足单体尺寸与性能要求。建筑结构、固定部位、管道连接，以及检查和维护的思路，都需要及早协调。越难在日后更换的部件，其设计接口越是重要的业务条件。

燃料本身的储存也有专门技术。ITER在2013年1月14日的文章中，介绍了利用金属吸收氢同位素、并按需释放的储存方法开发。开篇照片是韩国方面当时的试验设施，设备在称为手套箱的封闭空间内操作。储存与供给设备开发记录

ITER于2026年9月21日报道的第三次氚工厂会议，于当月15日至18日举行。报告称，各系统已进入最终设计阶段，部分设备的制造和安装正在推进。下一阶段设备预计于2028年运抵。这是计划，并不表示全部设备已完成交付和运行。2026年的设计与采购进展

报告介绍了日本方面除氚设备的详细设计合同、韩国方面储存与供给系统合同、美国方面的排气处理，以及欧洲方面的同位素分离和水处理等工作。会议还讨论了协调推进阀门与仪控设备的资格验证。

企业考虑向谁提出方案时，不能只把燃料循环看成一个整体市场，还需要明确为哪个系统、哪个责任主体供货。

回收再利用与生产新燃料是不同功能。ITER的试验包层模块计划，将试验由锂生产氚的技术。未来发电站能否实现燃料自给，不能说仅靠建设回收设备就已得到解决。ITER氚增殖计划

从公开案例可见，企业的潜在参与点包括处理容器、阀门、分析仪器、包容设备以及设备间接口设计等。这是编辑部的分析，并非保证存在公开招标或订单的通知。进入该领域时，应分别确认处理物质、要求的安全等级、材料相容性、验证范围、维护条件及采购主体。

支撑核聚变的不只有反应发生的地方。从用过的物料流中取回有价值的燃料，并安全地交给下一次运行的化工装置，也承载着广泛的产业工作。