在核聚变装置中，氚工厂承担着实现“氚自持”循环中精细、高效、安全处理氚的功能，如同聚变反应堆的“燃料供应+废弃物处理”车间。目前我国已开展了首个包含内外燃料循环的完整氚工厂系统和氚安全包容系统的详细概念设计，建立了包含内外燃料循环的全流程缩比氚工厂工艺演示系统，完成了国内首次克量级氚循环工艺验证试验，氚回收效率达到99.7%。
为什么要设计氚工厂？
由于聚变堆的氚燃烧率非常低（ITER约为3‰，CFETR为1%-5%），聚变燃烧会产生大量的杂质，当杂质浓度达到一定程度时会使得等离子体温度降低，可能导致聚变反应淬灭中止，所以大量未经燃烧的、含杂质的氘氚燃料混合气体需要通过氚工厂来进行提纯处理。
另外，由于氚在自然界的含量极低，其他外部产氚手段费用昂贵，因此利用聚变堆本身D-T反应产生的14MeV中子轰击增殖包层进行闭式产氚，并且通过氚工厂进行循环回收成为了实现氚自持的首选方案。
ITER的氚工厂设计
ITER的燃料循环系统采用包括燃料循环主回路和排出物处理回路的二回路设计。
运往ITER的氚将被转移到燃料存储和输送系统（SDS），如果在燃料循环中不是立即需要，则可以转移到长期存储系统（LTS）。SDS供应聚变堆运行所需的燃料气体给加料系统（FS）如气体注入系统、弹丸注入系统和中性束注入器（NBI），分析系统（ANS）用于表征和计量气体。来自托卡马克的排灰气、从诊断系统和第一壁清除的氚化气体通过低温泵和低真空泵送到托卡马克排灰气处理系统（TEP）进行处理，回收的氢同位素被转移到同位素分离系统（ISS）进行分离，而剩余的含氚废气在通过氚工厂废气排放点或烟囱释放到环境之前则被送到通排风除氚系统（VDS）进行除氚处理，VDS通过催化氧化氚气和氚化物形成氚化水随后将其捕获。回收的氘和氚从ISS返回到SDS，燃料循环系统形成封闭回路。ISS的含氘氚气转送到水除氚系统（WDS）以实现最终目标去污。
另外，还有燃料循环自动控制系统（ACS）与安全系统、放射性环境监测系统（REMS）起到安全运行监测与控制作用。
ITER燃料循环示意图
CFETR氚工厂设计
CFETR（氚燃料循环系统）采用了包括氚提取、氚排灰处理系统、氚贮存等子系统的三环路设计。
处理真空室氘氚燃烧气体的内燃料循环回路。包括托卡马克排灰气处理系统（TEP）、氢同位素分离系统（ISS-I）、燃料存储与输送系统（SDS）和分析控制系统（ACS）；
处理增殖包层产生的氚以实现氚自持的外燃料循环回路。包括增殖包层、氚提取系统（TES）、冷却剂纯化系统（CPS）、氢同位素分离系统（ISS-O）和分析系统（ANS）
为了保证氚操作的工作人员安全需要的氚安全包容系统。包括手套箱除氚系统（GDS）、空气除氚系统（ADS）、通排风除氚系统（VDS）和水除氚系统（WDS）等。
参考链接：
- https://kns.cnk0.jingshi2015.com/kcms2/article/abstract?v=4HX-653LtvLUA9ieROp9OKpVBDyNV4YerVWGHJtzBYIZX2B8maciIhsVWCuxYs_94d-I94_xqIurYAt6oLbfo00qScDlxrTb3jM4UATlPdnH5xyypahAKyw2fY9kaPcUXUna860YpnYmg4krrw6SfQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
- http://www.lenr.com.cn/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=6&id=370