中國“人造太陽”首次實現1億度運行
中科院等離子體所今天發布消息，我國大科學裝置“人造太陽”日前取得重大突破，實現加熱功率超過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首次達到1億度，獲得的多項實驗參數接近未來聚變堆穩態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鍵一步，也為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。
△圖/“人造太陽”大科學裝置
△圖/“人造太陽”大科學裝置
東方超環（EAST）是等離子體所自主設計、研製並擁有完全知識產權的磁約束核聚變實驗裝置，是世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克，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，像太陽一樣發生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，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鍵科學問題，近年來在高性能、穩態、長脈衝等離子體研究方面取得了多項原創性成果。
△圖/“人造太陽”大科學裝置內部圖
△圖/2018年度EAST實現的1億度等離子體放電
2018年度EAST物理實驗持續經歷4個多月，物理實驗面向未來聚變堆先進穩態運行模式的發展和長脈衝運行下的關鍵科學技術問題，重點開展了高功率加熱下堆芯物理機制研究的系列實驗。通過優化穩態射頻波等多種加熱技術在高參數條件下的耦合與電流驅動、等離子體先進控制等，結合理論與數值模擬，實現加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦；在電子迴旋與低雜波協同加熱下，等離子體中心電子溫度達到1億度，並有效拓展了適應於聚變堆高性能等離子體穩態高約束模式的運行區間，實現了高約束、高密度、高比壓的完全非感應先進穩態運行模式，獲得的歸一化參數接近未來聚變堆穩態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國際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工程和物理設計提供了重要的實驗依據與科學支持。