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    重大突破:“人造太阳”首次实现1亿摄氏度等离子体运行

    人造太阳


    据报道,12日从中科院等离子体所获悉,我国大科学装置“人造太阳”日前取得重大突破,实现加热功率超过10兆瓦,等离子储能增加到300千焦,等离子体中体电子温度首次达到1亿度。获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步,也为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。


    “人造太阳”是什么,又有什么用呢?


    “人造太阳”的真正名字叫国际热核聚变实验堆(ITER)计划” 其装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克。它是等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置。ITER计划是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,合作承担ITER计划的七个成员是欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国,这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家,覆盖的人口接近全球一半。


    20031月,国务院批准我国参加ITER计划谈判,20065月,经国务院批准,中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。201315日中科院合肥物质研究院宣布,“人造太阳”实验装置辅助加热工程的中性束注入系统在综合测试平台上成功实现100秒长脉冲氢中性束引出。


    ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。在全世界都对人类能源、环境、资源前景等问题予以高度关注的今天,各国坚持协商、合作的精神,搁置诸多的矛盾和利害冲突,最终达成了各方都能接受的协议,并开始合力建设世界上第一座聚变实验堆。


    我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。我国是一个持续高速发展的发展中大国,能源问题日益突出,因而长期以来对有可能彻底解决能源问题的核聚变能研究作了力所能及的安排。我国政府参加ITER计划国际协商,显示了我国作为一个发展中大国对我国和对人类未来负责任的态度,以及对打开国门积极参加国际科技合作的决心。


    据新华社报道,中科院合肥物质科学研究院日前宣布,由中科院等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克大科学装置EAST,近期实现加热功率超过10兆瓦、实现一亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。


    继去年创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录后,今年的EAST实验重点开展了高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实验。通过优化稳态射频波等多种加热技术在高参数条件下的耦合与电流驱动、等离子体先进控制等,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦;在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度达到一亿摄氏度。


    该实验实现了高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式,获得的归一化参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,为正在进行的中国聚变工程实验堆(CFETR)工程和物理设计提供了重要的实验依据与科学支持。


    据悉,合肥是国家正式批准建设的全国第二个综合性国家科学中心,核聚变能研究是合肥综合性国家科学中心重点聚焦的领域之一,中科院合肥研究院等离子体物理研究所依托国家“九五”大科学装置东方超环(EAST)全面参与综合性国家科学中心建设,并即将开建国家“十三五”大科学装置聚变堆主机关键系统综合研究设施。

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