中國可控核聚變實驗裝置獲重大突破

2020-11-22 cnBeta
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7月10日，東方超環（EAST）超導託卡馬克2012年物理實驗順利結束。在長達四個多月的實驗期間，科學家們利用低雜波和離子迴旋射頻波，實現多種模式的高約束等離子體、長脈衝高約束放電，自主創新能力得到較大提高、獲得多項重大成果，創造了兩項託卡馬克運行的世界記錄：


東方超環2012年度實驗獲多項重大突破

      獲得超過400秒的兩千萬度高參數偏濾器等離子體；獲得穩定重複超過30秒的高約束等離子體放電。這分別是國際上最長時間的高溫偏濾器等離子體放電、最長時間的高約束等離子體放電，標誌著我國在穩態高約束等離子體研究方面走在國際前列。

      高參數、高約束模式偏濾器等離子體是未來聚變託克馬克放電的最基本的運行方式。我國參加的最大國際科學合作項目——

國際熱核聚變實驗堆（ITER）首要目標是實現400秒的高約束等離子體，但實現該科學目標尚面臨眾多科學和技術（物理和工程）上的挑戰

。

      目前，國際上大部分託卡馬克的偏濾器等離子體持續時間均在20秒以下，歐盟和日本科學家曾獲得最長為60秒的高參數偏濾器等離子體。

      本次實驗，我國科學家針對未來ITER 400秒高參數運行的一些關鍵科學技術問題，如等離子體精確控制、全超導磁體安全運行、有效加熱與驅動、等離子體與壁材料相互作用等，開展了全面的實驗研究，

通過集成創新，實現了411秒、中心等離子體密度約2′1019m-3、中心電子溫度大於兩千萬度的高溫等離子體

。

      高約束等離子體放電是未來磁約束聚變堆首選的一種先進高效運行方式。從上世紀八十年代以來，世界上眾多託卡馬克都在探尋各種方式實現高約束放電、並不斷嘗試延長高約束放電時間。

      實現長時間高約束放電長期以來一直是國際聚變界追求的目標和挑戰極大的前沿課題。目前正在運行的託克馬克的高約束放電時間大都在10秒以下，

最長的是日本JT-60U裝置（已退役）曾在2003年利用強流中性束加熱實現一次28秒的高約束等離子體放電

。      

在本輪EAST實驗中，我國科學家另闢新法，利用低雜波與射頻波協同效應，在低再循環條件下實現了穩定重複的超過32秒的高約束等離子體放電。我國科學家所用的方法獨特、經濟、有效

，為未來國際熱核聚變實驗堆（ITER）提供了一條高效實現高約束放電的新途徑。

      東方超環（EAST）是由國家發改委立項的「九五」國家大科學工程，是由我國科學家獨立設計建造的世界首個全超導託克馬克，於2007年建成並開始科學實驗。

      在國家科技部（ITER專項）、國家基金委、中科院等部門的支持下，東方超環的科學工作者在吸收國外先進科學知識和技術的基礎上，不斷創新，

重大科學實驗設備國產化率大於90%，科學實驗不斷深入，已吸引大批國外科學家來華開展科學實驗

，並且美國能源部已將EAST列為未來美國磁約束聚變合作的首選裝置。

      自今年2月開始本輪EAST科學實驗以來，超過100位的國外科學家來華開展廣泛的合作研究。實驗中，國內外科學家們圍繞高參數長脈衝等離子體相關科學技術問題開展了大量的科學實驗，取得了一系列新結果和大量的科學實驗數據，為未來更高參數的長脈衝物理實驗奠定了很好的科學技術基礎。

中新網7月13日電

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