中國“人造小太陽”裝置已實(shí)現(xiàn)電子溫度1億攝氏度

記者12日從合肥科學(xué)島等離子體物理研究所獲悉，中國“人造小太陽”——EAST裝置經(jīng)過4個多月的物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)電子溫度1億攝氏度等離子體運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高約束、高密度、高比壓的完全非感應(yīng)先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式。這一實(shí)驗(yàn)成果朝著未來聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步。

圖為中國版“人造小太陽”——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)的全景圖(資料圖片)。中新社發(fā) 葉華龍 攝

EAST是中國科學(xué)院等離子體所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是世界上第一個非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克，瞄準(zhǔn)未來聚變能商用目標(biāo)的關(guān)鍵科學(xué)問題，近年來在高性能、穩(wěn)態(tài)、長脈沖等離子體研究方面取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性成果。

此次實(shí)驗(yàn)獲得電子溫度1億攝氏度等離子體運(yùn)行，是EAST在2017年創(chuàng)造了101.2秒高約束模等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄后，2018年度物理實(shí)驗(yàn)面向未來聚變堆先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式的發(fā)展和長脈沖運(yùn)行下的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，重點(diǎn)開展了高功率加熱下堆芯物理機(jī)制研究的系列實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)通過優(yōu)化穩(wěn)態(tài)射頻波等多種加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦以及在電子回旋與低雜波協(xié)同加熱下，等離子體中心電子溫度達(dá)到1億攝氏度，并有效拓展了適應(yīng)于聚變堆高性能等離子體穩(wěn)態(tài)高約束模式的運(yùn)行區(qū)間。同時，針對長脈沖穩(wěn)態(tài)高參數(shù)運(yùn)行的關(guān)鍵問題，利用多種技術(shù)演示了類似未來國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)運(yùn)行條件下的邊界局域模及鎢雜質(zhì)的控制方法，實(shí)現(xiàn)了鎢偏濾器高約束模等離子體下穩(wěn)態(tài)熱負(fù)荷的主動反饋控制。

據(jù)介紹，這一實(shí)驗(yàn)參數(shù)的獲得，為未來ITER運(yùn)行和正在進(jìn)行的中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆CFETR工程和物理設(shè)計(jì)提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與科學(xué)支持。