近日，国际热核聚变实验堆（ITER）项目在托卡马克大楼内，成功为两个存放关键仪器与控制设备的“安全重要组件”房间，浇筑了一种新型的专用辐射屏蔽砂浆——“高氢+低密度”复合砂浆Borated MORTAR 075。此举旨在有效防护聚变反应产生的中子与伽马射线辐射，防止其对精密电子设备造成老化损伤或引发软件错误。

工人将一袋专用砂浆混合物从起重机放下至氚大楼屋顶。与水泥混合后，通过100米长的软管泵送至托卡马克上方的安全重要部件房间。

应对挑战的创新方案

由于无法将所有敏感设备远离托卡马克装置，且对现有电子元件进行辐射硬化处理存在困难，ITER工程团队将重点放在了增强物理屏蔽上。土木工程接口项目的建筑工程师Mustafa Moteleb表示：“我们的主要策略是增加屏蔽以降低辐射风险，因此我们创造了这种专用砂浆。”

ITER的建筑工程师Moteleb Moustafa正在监测向一个房间泵送砂浆的作业，该房间是为保护电子设备而需要额外辐射屏蔽的两个房间之一。

首创的“硼化砂浆”

ITER与法国辐射防护公司Lemer Pax合作，共同开发了这种名为MORTAR 075的首创性硼化砂浆。尽管使用了标准水泥，但其骨料混合物具有开创性：

Lemer Pax材料科学专家Fady El Haber说：“这种混合物是一种非常特殊的组合。在聚变环境的高中子通量下，你需要高氢含量来实现高效防护。同时，我们必须在辐射屏蔽效能、结构荷载、防火性能和施工可行性之间取得平衡”

工程实施与完成

今年1月初，工程正式启动。总计48立方米的新型砂浆被用于在两个目标房间的地板上铺设20厘米厚的防护层。施工方通过塔式起重机将特制骨料混合物吊运至氚大楼屋顶，在现场与水泥和水混合后，通过长达100米的管道泵送至位于托卡马克大楼5层的房间。该项浇筑工程已于1月底完成，预计将于3月进行最后一道工序——在砂浆层表面添加一层3至5毫米的疏水涂层。

这种首创的砂浆以20厘米的厚度涂抹在一间存放电子设备的安全重要组件房间的地板上。

这项创新材料的成功应用，为ITER装置内关键电子系统的长期稳定运行提供了重要保障，也展现了聚变工程在跨学科材料解决方案上的前沿进展。