升級(jí)改造后的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST。 中科院合肥研究院等離子體所供圖

5月28日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST（東方超環(huán)）實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。

被譽(yù)為“人造太陽(yáng)”的EAST裝置，是由國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的“九五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。去年6月，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所啟動(dòng)EAST裝置的升級(jí)改造，全面提升了該裝置性能，并在物理實(shí)驗(yàn)中攻克穩(wěn)態(tài)高功率加熱、完全非感應(yīng)的高電流驅(qū)動(dòng)、高精度等離子體實(shí)時(shí)控制、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用等系列技術(shù)難題。1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，將去年EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的1億攝氏度20秒的世界紀(jì)錄提高了5倍，表明EAST裝置綜合研究能力獲得重大突破，標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國(guó)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(yōu)點(diǎn)，是人類未來理想的清潔能源之一，可為實(shí)現(xiàn)碳中和作出重要貢獻(xiàn)。實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)上億攝氏度點(diǎn)火和等離子體穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間約束控制，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)上億攝氏度等離子體長(zhǎng)時(shí)間維持尤為困難，這需要將上億攝氏度等離子體與零下269攝氏度超導(dǎo)磁體、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用、動(dòng)態(tài)精密控制等多項(xiàng)極端條件同時(shí)高度集成和有機(jī)結(jié)合。

本次物理實(shí)驗(yàn)成果是EAST裝置首次在國(guó)際上進(jìn)行全金屬主動(dòng)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(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。這些關(guān)鍵技術(shù)是我國(guó)聚變科學(xué)家和工程師近年來自主發(fā)展的聚變工程核心技術(shù)。

上億攝氏度高溫等離子體條件下連續(xù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，是未來聚變發(fā)電的必要條件。目前，EAST裝置是國(guó)際上唯一具備與國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）類似加熱方式和偏濾器結(jié)構(gòu)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是唯一能在百秒量級(jí)條件下全面演示和驗(yàn)證ITER未來400秒科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)裝置。EAST裝置上的系列創(chuàng)新研究成果和技術(shù)積累，也為我國(guó)自主建造聚變工程實(shí)驗(yàn)堆提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。 （桂運(yùn)安）

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