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中国的“人造太阳”创造了新的世界纪录


时间:2021-06-01  来源:  作者:  点击次数:


  中国“人造太阳”再创世界纪录

5月28日凌晨,本报合肥5月28日电(记者常河、丁一鸣),从中国科学院合肥材料科学研究所EAST (EAST Super Ring)核聚变实验装置控制大厅传来一个好消息。正在进行的第16轮East装置物理实验,实现了101秒1.2亿度的可重复等离子体运行和20秒1.6亿度的等离子体运行,再次创造了托卡马克实验装置运行的新世界纪录。

EAST,又名“人造太阳”,是国家发改委在“九五”期间批准的国家重大科技基础设施。去年6月,中国科学院合肥研究所等离子体研究所启动EAST装置升级改造,经过一年的升级改造,全面提升了装置的性能,解决了稳态大功率加热、完全无感大电流驱动、高精度等离子体实时控制、高热负荷等离子体与墙体材料相互作用等一系列物理实验中的技术难题。实现1.2亿度101秒等离子体运行,使去年EAST装置物理实验实现的1亿度20秒世界纪录增加了5倍,标志着EAST装置综合研究能力取得重大突破,标志着我国在稳态高参数磁约束聚变研究领域处于国际前沿。

亿万度高温等离子体条件下的连续稳态运行是未来聚变发电的必要条件。EAST是目前世界上唯一一个加热方式和偏滤器结构与ITER类似的磁约束核聚变实验装置,也是唯一一个能够在未来400秒内,在数百秒条件下,充分论证和验证ITER科学研究的实验装置。EAST装置上的一系列创新研究成果和技术积累,也为我国自主建设聚变工程实验堆提供了坚实的科技基础。

核聚变能源具有资源丰富、无碳排放、清洁安全等突出优势。它是人类未来理想的清洁能源之一,可以为实现碳中和做出重要贡献。实现核聚变发电的两大难点是如何实现亿万度的点火和等离子体稳定性的长期约束控制,而实现亿万度等离子体的长期维持尤为困难。这就需要在零下269摄氏度的温度下,亿万度的等离子体和超导磁体之间的相互作用,高热负荷的等离子体和壁材,以及在动态精密控制等诸多极端条件下的高度集成和有机结合,这是非常困难和具有挑战性的。此前,世界上等离子体运行超过1亿度的最长持续时间为20秒。

这次物理实验的结果是验证了未来聚变堆必须采用的一系列关键技术,如全金属活性水冷第一壁、高性能钨偏滤器、稳态大功率波加热、等离子体构型精确控制等。这些关键技术是我国聚变科学家和工程师在国家近年来的大力支持下自主开发和掌握的聚变工程核心技术。


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