跨越百秒量級!中國"人造太陽"裝置重大突破

 據(jù)央視網(wǎng)7月4日報道，中國科學院等離子體物理研究所今天宣布，我國的超導托卡馬克實驗裝置東方超環(huán)(EAST)在全球首次實現(xiàn)了上百秒的穩(wěn)態(tài)高約束運行模式，為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

東方超環(huán) 央視新聞截圖

這個高11米、直徑8米、重達400噸的大科學裝置就是我國第四代核聚變實驗裝置東方超環(huán)(EAST)，它的科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為"人造太陽"。經(jīng)過多年研究，科研團隊成功攻克了一批國際共性難題，在世界上首次實現(xiàn)了5000萬度等離子體持續(xù)放電101.2秒的高約束運行，實現(xiàn)了從60秒到百秒量級的跨越。

穩(wěn)態(tài)高約束運行模式是國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃的基本運行模式，也是未來反應(yīng)堆需要解決的關(guān)鍵科學問題。作為國際重要的長脈沖核聚變實驗平臺，EAST超導托卡馬克高約束放電時間實現(xiàn)百秒量級的突破，將為我國下一代核聚變裝置的建設(shè)和國際核聚變清潔能源的開發(fā)利用奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

ITER計劃由美、法等國在20世紀80年代中期發(fā)起，旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應(yīng)堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產(chǎn)生能量的過程類似，因此受控熱核聚變實驗裝置也被俗稱為"人造太陽"。中國是這一計劃的參與國之一。

EAST是由中國科學家獨立設(shè)計建造的世界首個全超導核聚變實驗裝置，于2007年通過國家驗收。它在近年來取得了一系列處于國際領(lǐng)先地位的實驗成果，比如在去年11月，EAST就成為了世界首個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模運行持續(xù)時間達到分鐘量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。

2013年04月21日，安徽省合肥市，技術(shù)人員在"中國首個超導托卡馬克實驗裝置裝置內(nèi)工作 

 據(jù)了解，ITER將采用射頻波主導的低動量注入運行模式以及主動水冷的鎢偏濾器結(jié)構(gòu)。EAST是目前世界上唯一具備這兩大特色的且具有長脈沖運行能力的全超導托卡馬克，其穩(wěn)態(tài)運行模式將為ITER和未來核聚變反應(yīng)堆提供重要參考。

近年來，EAST相繼完成了輔助加熱、鎢偏濾器、等離子體物理診斷等系統(tǒng)的升級改造，克服了加熱與電流驅(qū)動、分布參數(shù)測量等關(guān)鍵技術(shù)難題，深入研究和基本解決了射頻波耦合、高約束等離子體穩(wěn)定性控制、等離子體與壁相互作用物理、低動量條件下加熱和電流驅(qū)動下輸運、雜質(zhì)輸運和控制等一系列穩(wěn)態(tài)運行密切相關(guān)的物理問題，為實現(xiàn)長脈沖穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體奠定了堅實的基礎(chǔ)。