中國“人造太陽”再創(chuàng)世界紀錄

2021-05-30 11:15:53 評論：字體大小 T T T 5月28日凌晨，人造太陽中國科學院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST（東方超環(huán)）控制大廳里傳來捷報，中國再創(chuàng)正在開展的世界第16輪EAST裝置物理實驗實現(xiàn)了可重復的1.2億度101秒等離子體運行和1.6億度20秒等離子體運行，再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的紀錄世界紀錄。

中國“人造太陽”再創(chuàng)世界紀錄

6、人造太陽

升級改造后的中國再創(chuàng)全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）資料圖片

本報合肥5月28日電（記者常河、丁一鳴） 5月28日凌晨，世界中國科學院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST（東方超環(huán)）控制大廳里傳來捷報，紀錄正在開展的人造太陽第16輪EAST裝置物理實驗實現(xiàn)了可重復的1.2億度101秒等離子體運行和1.6億度20秒等離子體運行，再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的中國再創(chuàng)世界紀錄。

5、世界

資料圖：東方超環(huán)

EAST又被稱為“人造太陽”，紀錄是人造太陽由國家發(fā)改委批準立項的“九五”國家重大科技基礎設施。去年6月，中國再創(chuàng)中科院合肥研究院等離子體所啟動EAST裝置的世界升級改造工作，歷時一年的升級改造全面提升了該裝置性能，并在物理實驗中攻克了穩(wěn)態(tài)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(xiàn)，將去年EAST裝置物理實驗實現(xiàn)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(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領域引領國際前沿。

上億度高溫等離子體條件下連續(xù)穩(wěn)態(tài)運行是未來聚變發(fā)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下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(chuàng)新研究成果和技術積累，也為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。

核聚變能具有資源豐富、無碳排放和清潔安全等突出優(yōu)點，是人類未來理想的清潔能源之一，可為實現(xiàn)碳中和作出重要貢獻。實現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點是如何實現(xiàn)上億度點火和等離子體穩(wěn)定長時間約束控制，同時實現(xiàn)上億度等離子體長時間維持尤為困難，這需要將上億度等離子體與零下269攝氏度超導磁體、高熱負荷等離子體、壁材料相互作用，在動態(tài)精密控制等多項極端條件下高度集成和有機結合，難度和挑戰(zhàn)非常大，此前國際上超過1億度的等離子體運行最長持續(xù)時間為20秒。

本次物理實驗成果是對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(wěn)態(tài)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近年來在國家的大力支持下，自主發(fā)展掌握的聚變工程核心技術。