2024年10月，西班牙的公共科研机构CIEMAT对外宣布其开发的用于验证IFMIF-DONES的锂净化系统LITEC（The LIthium TEchnologies CIEMAT loop）设施已进入安装调试阶段，未来将会为研究锂在聚变反应中的活动提供一个独特的实验平台，有助于开发更耐用的材料和更高效的净化技术。据悉，IFMIF-DONES即国际聚变材料辐照设施-面向DEMO的中子源项目，致力于测试、验证和鉴定用于未来聚变发电厂的材料。
一、基本概况
Laboratorio Nacional de Fusión，简称LNF，即国家聚变实验室，位于西班牙的首都马德里，是该国在磁约束聚变研究领域的核心机构，也是欧洲聚变网络的重要组成部分。LNF隶属于西班牙能源、环境与技术研究中心（Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas，简称CIEMAT）。
CIEMAT，即西班牙能源、环境与技术研究中心，最早成立于1951年，前身是JEN（Junta de Energía Nuclear），1986年正式更名为CIEMAT。它隶属于西班牙科学与创新部，员工人数超1300人，主要从事能源和环境、尖端技术和基础研究领域的研究与开发。CIEMAT的使命主要是通过开发和应用科学和技术知识，为西班牙的可持续发展和公民的生活质量做出贡献。
CIEMAT的总部位于马德里，在国内还拥有五个地区性研发中心：
PSA：全称是La Plataforma Solar de Almería，即阿尔梅里亚太阳能平台，欧洲最大的致力于集中太阳能技术的研究、开发和测试中心。
CEDER：全称是Centro de Desarrollo de Energías Renovables，即可再生能源发展中心，专门从事可再生能源的应用研究、开发和推广。
CIEDA：全称是El Centro Internacional de Estudios de Derecho Ambiental，即国际环境法研究中心，主要从事环境法的研究、培训、信息和传播，以及提供科学技术服务。
CETA：全称是El Centro Extremeño de Tecnologías Avanzadas，即先进技术中心，是西班牙最强大的科学计算资源中心之一。
CISOT：全称是El Centro de Investigación Socio-Técnica，即社会技术研究中心，主要在能源、环境和技术领域开展有关风险和安全的人类和社会维度的研究活动。
二、研究领域
LNF的首要目标是在欧洲聚变计划的框架下，基于TJ-II装置开发“仿星器”相关概念和技术。具体而言，主要在以下4个领域开展深入研究：
磁约束聚变：通过研究高温等离子体的约束和加热技术，探索聚变反应的可行性。
聚变装置技术：开发和测试聚变反应堆所需的关键技术，包括材料科学、超导磁体、氚处理、能量提取和远程维护。
材料研究：研究聚变反应堆中使用的材料在辐射环境下的性能，包括化学、物理和力学特性。
计算模拟：利用分子动力学、蒙特卡洛（Monte Carlo）方法等工具，模拟材料在辐射环境下的缺陷形成和演化。
三、发展历程
1951年，CIEMAT的前身JEN成立。
1983年，小型托卡马克装置TJ-I投入运行。
1986年，JEN更名为CIEMAT，研究范围扩展到可再生能源等领域。
1994年，TJ-IU仿星器装置投入运行。
1995年，TJ-I托卡马克装置停止运行。
1997年，TJ-II仿星器首次产生等离子体。
1999年，TJ-II仿星器装置正式投入运行，从此成为LNF最重要的研究平台。
2008年，首次在TJ-II等离子体中发现H模式。
2014年，LNF加入EUROfusion，正式参与欧洲范围内的聚变研究。
四、聚变装置
TJ-I：全称是Tokamak de la Junta-I，是西班牙第一台磁约束托卡马克装置。TJ-I从1983年开始运行，一直持续到1995年。研究方向具体包括：基本约束研究（传输、电场、同位素效应）、等离子边缘物理学研究、湍流研究（驱动机制、湍流输运）、等离子体-壁相互作用（碳化、硼化）、诊断方法开发（微波反射仪、辐射探测器、探头、原子束等）。该装置的核心参数为：大半径0.3m，小半径0.1m，等离子体电流30kA，环形磁场强度1.0-1.4T。
TJ-IU Torsatron：是TJ-I的升级版，虽然沿用了不少的辅助设备，但TJ-IU Torsatron装置是一台仿星器装置。该装置从1994年投入使用，1999年根据协议被转移到德国基尔大学，并更名为TJ-K。2005年再次被转移到德国斯图加特大学的IGVP研究所。在CIEMAT期间，该装置核心参数为：大半径0.6m，小半径0.10m，环向磁场强度0.5T。
TJ-II：这是一个灵活的中型仿星器装置，也是欧洲第二大仿星器装置，仅次于德国马克斯普朗克等离子体物理研究所（IPP）Wendelstein 7-X。该装置主要用于研究磁约束等离子体的物理特性，重点是磁性结构对热量和粒子传输的影响。TJ-II由LNF-CIEMAT与ORNL合作设计，并由EURATOM资助建造，并于1997年产生第一批等离子体。该装置的核心参数为：大半径1.5m，小半径0.2m，环向磁场为1T。TJ-II还配备良好的诊断系统，共有92个用于实验诊断和机器系统的访问窗口。
五、外部合作项目
JT-60SA：由日本量子科学技术研究所（QST）和欧洲聚变能组织(Fusion for Energy，F4E)合作建设和运行的托卡马克装置（更多有关详情可查阅：解锁全球最大在运托卡马克装置-JT-60SA），重点围绕装置稳定性控制、髙能粒子行为、物理学理论、等离子体材料相互作用、聚变工程、理论模型和仿真代码等方面进行研究。LNF-CIEMAT参与了该装置低温恒温器的设计和建造工作。
ITER：目前世界上规模仅次于国际空间站的大科学工程计划，也是目前在建的世界上最大的实验性托卡马克核聚变反应堆（更多有关详情可查阅：揭秘全球最大“人造太阳”：ITER计划）。LNF-CIEMAT参与了其诊断系统的开发。
IFMIF-DONES：IFMIF是国际聚变材料辐照设施，这是一个旨在全面验证未来能源生产用聚变反应堆材料的先进测试平台。IFMIF-DONES项目是面向DEMO的中子源设施，目标是获得材料在类似核聚变反应堆的中子辐射场下的信息，从而设计出更耐用的未来核聚变反应堆材料。在F4E（Fusion For Energy）的协调下，LNF-CIEMAT参与了线性原型加速器（LIPAc）的设计与开发工作。
参考链接：
- https://ifmif-dones.es/fusion-energy/about-ifmif-dones/
- https://www.ciemat.es/recursos/notasPrensa/317128610_11102024103048.pdf
- https://www.fusion.ciemat.es/inicio/tj-ii/antecedentes-del-tj-ii/
- https://www.fusion.ciemat.es/inicio/lnf-en-proyectos-internacionales/
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