讓核聚變燃料再次發揮作用：從ITER氚工廠看產業工作

核聚變燃料並不是送入裝置後就完成了使命。還需要設備取出未反應的燃料、去除雜質，使其重新達到可利用的狀態。本文以ITER的氚工廠為例，看看化工流程與設備製造企業參與的“讓燃料循環起來”的工作。

氚是氫的放射性同位素，日語也稱為“三重氫”。ITER未來實驗將使用氘和氚組成的燃料。注入電漿的燃料並不會一次全部發生反應，排氣中混有未反應燃料、反應產生的氦以及雜質。

ITER在2023年6月12日的解說中，將從排氣回收燃料的功能分為六項：排氣處理、同位素分離、儲存與供給、氣體除氚、水中氚回收以及成分分析。把這些功能連接起來、使燃料能夠再利用的體系，就是燃料循環。ITER燃料處理解說

這裡的同位素，是指同一種元素中中子數不同的原子。處理過程並非籠統地將其全部視為“氫”，而是要將氘和氚調整到所需的組成。

處理氚的設施不能只關注氣體流動，還需要回收水中氚的系統。雖然稱為“去除”，卻不是簡單地丟棄，而是與回收燃料再次利用的工序相連。

ITER於2015年4月3日宣佈，用於水除氚設施的兩座應急儲罐已運抵現場，每座容量為100立方米。照片記錄的是當時的交付，並不意味著整個燃料循環已開始運行。應急儲罐交付報告

對成套裝置工程企業而言，區分正常運行時流動的物質與異常狀態下需要接納的物質十分重要。確定容量和連接對象，不僅要考慮運行條件，也必須與設施的安全設計協調一致。

ITER在2016年3月的安裝報告中，介紹了在建築施工的同時細化儲罐設計和固定位置的案例。相關設備屬於安裝後無法取出的“永久內置設備”，也被列為安全重要設備。托卡馬克綜合建築內的儲罐安裝

這類設備不能僅滿足單體尺寸與性能要求。建築結構、固定部位、管道連接，以及檢查和維護的思路，都需要及早協調。越難在日後更換的部件，其設計接口越是重要的業務條件。

燃料本身的儲存也有專門技術。ITER在2013年1月14日的文章中，介紹了利用金屬吸收氫同位素、並按需釋放的儲存方法開發。開篇照片是韓國方面當時的試驗設施，設備在稱為手套箱的封閉空間內操作。儲存與供給設備開發記錄

ITER於2026年9月21日報道的第三次氚工廠會議，於當月15日至18日舉行。報告稱，各系統已進入最終設計階段，部分設備的製造和安裝正在推進。下一階段設備預計於2028年運抵。這是計劃，並不表示全部設備已完成交付和運行。2026年的設計與採購進展

報告介紹了日本方面除氚設備的詳細設計合同、韓國方面儲存與供給系統合同、美國方面的排氣處理，以及歐洲方面的同位素分離和水處理等工作。會議還討論了協調推進閥門與儀控設備的資格驗證。

企業考慮向誰提出方案時，不能只把燃料循環看成一個整體市場，還需要明確為哪個系統、哪個責任主體供貨。

回收再利用與生產新燃料是不同功能。ITER的試驗包層模塊計劃，將試驗由鋰生產氚的技術。未來發電站能否實現燃料自給，不能說僅靠建設回收設備就已得到解決。ITER氚增殖計劃

從公開案例可見，企業的潛在參與點包括處理容器、閥門、分析儀器、包容設備以及設備間接口設計等。這是編輯部的分析，並非保證存在公開招標或訂單的通知。進入該領域時，應分別確認處理物質、要求的安全等級、材料相容性、驗證範圍、維護條件及採購主體。

支撐核聚變的不只有反應發生的地方。從用過的物料流中取回有價值的燃料，並安全地交給下一次運行的化工裝置，也承載著廣泛的產業工作。