真空容器

真空容器（vacuum vessel）是核聚变装置中用于约束等离子体的容器，同时是支撑包层、偏滤器等堆内结构物的堆结构骨架。托卡马克型核聚变装置采用环形形状的真空容器。

基本功能

真空容器具有四大主要功能。

真空边界：由于等离子体与壁相互作用会产生杂质，辐射损失会增大，因此需要 10⁻⁵ Pa 以下的真空度（超高真空）。ITER 要求年度泄漏率控制在 0.3 cm³ 以下的严格标准。

结构支撑：支撑包层、偏滤器、屏蔽等堆内结构物。ITER 中这些总重量达到约 8,000 吨。破裂时会瞬时产生数百 MN 的电磁力，需要强固的结构。

辐射屏蔽：从 D-T 反应产生的 14 MeV 中子和伽马射线保护超导线圈。使用含硼不锈钢吸收热中子。

安全屏障：承担包含氚在内的放射性物质的多重防护的一翼。在冷却剂泄漏事故或真空丧失事故时也维持封闭功能。

主要结构材料是 SUS316L(N)-IG（ITER 级不锈钢），特点是氮添加提高强度和钴降低抑制活化。面向未来反应堆正在研究低活化 ferritic 钢（RAFM）的应用。

ITER 采用由内壁和外壁构成的双层壁结构，在壁间连接肋以确保刚性。壁厚考虑内压载荷、电磁力、重力载荷、热应力决定，ITER 采用 60 mm。

ITER 有上部 18、赤道面 17、下部 9 共计 44 个端口，用于加热装置、测量仪器、维护通道。

破裂时会产生晕电流（等离子体电流的最多 40%）和涡电流，局部作用数 MN/m 的电磁力。ITER 设计可承受约 50 MN 的侧向力。

为实现超高真空实施 200°C 的烘烤（加热脱气）。进一步通过辉光放电清洗和硼化（在壁面形成硼膜）来调整适合等离子体运行的壁面条件。

高 11.3 m大半径 6.2 m，总重量约 11,000 吨（含端口），是世界最大规模。分割制作成 9 个 sector，通过电子束焊接和 TIG 焊接在现场接合。运行后线量率将达到数百 Gy/h，因此所有维护作业都通过远程操作进行。