聚变燃料循环系统再添核心装备，日本开发涡轮分子泵试作机

12月3日，日本京都聚变工程公司宣布，与岛津商事联合开发出一种涡轮分子泵（TMP）试作机，用于增强氚抗性，降低在氚环境中长期运行时的裂化风险，为未来聚变电站的连续、安全、高效运行奠定坚实基础。

聚变发电设施用涡轮分子泵试作机

在聚变能发电系统中，维持燃料的高效回收与再利用，特别是放射性同位素氚，是实现能量持续输出的核心环节。聚变反应堆运行过程中，未参与反应的氘、氚以及反应副产物氦气等混合气体需从高真空炉芯区域被迅速排出，并通过燃料循环系统进行分离提纯，重新注入作为燃料。这一过程对真空泵提出了极高要求：不仅需具备对轻质气体（如氢、氘、氚）的高效抽排能力，更必须在强放射性氚环境中长期稳定运行，且不得引入油类润滑剂，以避免污染和材料劣化。

传统工业用真空泵因材料兼容性差、润滑系统易受氚影响而无法满足上述严苛条件。因此，开发专用耐氚型真空泵，成为全球聚变工程界公认的“卡脖子”难题之一。

此次由日本京都聚变工程公司与岛津商事联合开发的TMP试作机，针对聚变应用场景进行了多项关键技术革新：

无油磁悬浮轴承系统：采用非接触式磁力轴承支撑高速旋转部件，彻底消除机械摩擦与润滑油使用，大幅降低氚环境下部件磨损与维护频率；

耐氚材料体系：真空腔体及气体通路全部采用经验证可抵抗氚渗透与辐照损伤的特种合金与表面处理材料，确保长期运行下的结构完整性；

强化轻气体抽排性能：集成“拖曳型级段”（Drag-type Stage）结构，显著提升对氢同位素等低分子量气体的抽速与压缩比，可在瞬态工况下快速响应压力与流量波动。

该试作机已完成氢气与氘气环境下的全面性能验证，各项指标均达到设计预期。下一步，设备将运往加拿大，部署于日本京都聚变工程公司与加拿大原子能实验室合资建设的聚变燃料循环综合试验平台“UNITY-2”，并于2026年启动全球首次真实氚环境下的系统级运行测试。

京都聚变工程公司自2019年成立以来，持续聚焦聚变电厂关键子系统研发，涵盖等离子体加热（回旋管系统）、热能转换（聚变热循环系统）及燃料循环三大支柱。此次耐氚TMP的成功试制，正是其“燃料循环系统”商业化战略的重要里程碑。

公司表示，该泵未来将面向全球聚变开发商、国家实验室及示范堆项目提供标准化产品与定制化服务，助力构建安全、闭环、可持续的聚变燃料供应链。

参考资料：

1.https://kyotofusioneering.com/news/2025/12/03/3595

2.https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/24/03015/

3.https://www.shimadzu.co.jp/news/2025/c310ihmexbnmrliu.html