“人造太陽”實現(xiàn)一億度運行，中國大科學裝置重大突破

中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體所今日發(fā)布消息，我國大科學裝置 " 人造太陽 " 取得重大突破，實現(xiàn)加熱功率過 10 兆瓦，等離子體儲能增加到 300 千焦，等離子體中心電子溫度達到 1 億度，獲得的多項實驗參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關(guān)鍵一步，也為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

11 月 12 日拍攝的中國 " 人造小太陽 " ——全導托卡馬克核聚變實驗裝置 ( EAST ) 的全景圖。

東方環(huán)（EAST）是等離子體所自主設(shè)計、研制并擁有*知識產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實驗裝置，是世界上個非圓截面全導托卡馬克，也是我國第四代核聚變實驗裝置，它的科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發(fā)生核聚變，為人類提供*的清潔能源，所以也被稱為 " 人造太陽 "。該大科學裝置瞄準未來聚變能商用目標的關(guān)鍵科學問題，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原創(chuàng)性成果。

7 月 25 日，EAST 控制大廳里，科研人員正在進行新一輪的科學實驗。（資料圖）

7 月 25 日，EAST 控制大廳里，來自不同國籍的科研人員正在進行探討。（資料圖）

EAST 繼 2017 年創(chuàng)造了 101.2 秒高約束模等離子體運行的世界紀錄后，2018 年度 EAST 物理實驗持續(xù)經(jīng)歷 4 個多月，物理實驗面向未來聚變堆先進穩(wěn)態(tài)運行模式的發(fā)展和長脈沖運行下的關(guān)鍵科學技術(shù)問題，重點開展了高功率加熱下堆芯物理機制研究的系列實驗。通過優(yōu)化穩(wěn)態(tài)射頻波等多種加熱技術(shù)在高參數(shù)條件下的耦合與電流驅(qū)動、等離子體先進控制等，結(jié)合理論與數(shù)值模擬，實現(xiàn)加熱功率過 10 兆瓦，等離子體儲能增加到 300 千焦；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到 1 億度。

利用低雜波、電子回旋、離子回旋協(xié)同效應與中性束加熱的集成，優(yōu)化電流密度分布，開展了平衡和穩(wěn)定性、約束和輸運、等離子體與壁相互作用及高能粒子物理等相關(guān)實驗研究，有效拓展了適應于聚變堆高性能等離子體穩(wěn)態(tài)高約束模式的運行區(qū)間 ，實現(xiàn)了高約束、高密度、高比壓的*非感應先進穩(wěn)態(tài)運行模式，獲得的歸一化參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運行模式所需要的物理條件。

EAST 取得的這些實驗成果為未來熱核聚變實驗堆運行和正在進行的中國聚變工程實驗堆 CFETR 工程和物理設(shè)計提供了重要的實驗依據(jù)與科學支持。

圖/2018年度EAST實現(xiàn)的1億度等離子體放電

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