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人民日报:1.2亿度101秒 合肥科学岛“人造太阳”创世界纪录
文章來源: 发布时间: 2021-06-02

  人民网合肥5月28日电 (杨赛君)5月28日凌晨,中國科學院合肥物質科學研究院有着“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST(东方超环)控制大厅里传来捷报,正在开展的第16轮EAST装置物理实验实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行和1.6亿度20秒等离子体运行,再次创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。

   

  升級改造後的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)。合肥科學島EAST團隊供圖

  EAST是由國家發改委批准立項的“九五”國家重大科技基礎設施。去年6月,中科院合肥研究院等離子體所啓動EAST裝置的升級改造工作,曆時一年的升級改造全面提升了該裝置性能,並在物理實驗中攻克了穩態高功率加熱、完全非感應的高電流驅動、高精度等離子體實時控制、高熱負荷等離子體與壁材料相互作用等系列技術難題。1.2億度101秒等離子體運行的實現,將去年EAST裝置物理實驗實現的1億度20秒的世界紀錄提高了5倍,表明EAST裝置綜合研究能力獲得重大突破,標志著我國在穩態高參數磁約束聚變研究領域引領國際前沿。

  核聚變能具有資源豐富、無碳排放和清潔安全等突出優點,是人類未來理想的清潔能源之一,可爲實現碳中和作出重要貢獻。實現核聚變發電的兩大難點是如何實現上億度點火和等離子體穩定長時間約束控制,同時實現上億度等離子體長時間維持尤爲困難,這需要將上億度等離子體與零下269度超導磁體、高熱負荷等離子體與壁材料相互作用、動態精密控制等多項極端條件同時高度集成和有機結合,難度和挑戰非常大,此前國際上超過1億度的等離子體運行最長持續時間爲20秒。

   

  5月28日,EAST控制大廳裏科研人員正在開展實驗。合肥科學島EAST團隊供圖

  本次物理實驗成果是EAST裝置首次在國際上采用全金屬主動水冷第一壁、高性能鎢偏濾器、穩態高功率波加熱、等離子體位形精密控制等一系列未來聚變堆必須采用的關鍵技術的驗證。這些關鍵技術是我國聚變科學家和工程師自主發展掌握的聚變工程核心技術。

  上億度高溫等離子體條件下連續穩態運行是未來聚變發電的必要條件。目前,EAST裝置是國際上唯一具備與ITER類似加熱方式和偏濾器結構的磁約束核聚變實驗裝置,是唯一能在百秒量級條件上全面演示和驗證國際熱核聚變實驗堆ITER未來400秒科學研究的實驗裝置。EAST裝置上的系列創新研究成果和技術積累,也爲我國自主建造聚變工程實驗堆提供了堅實的科學技術基礎。

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