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中國(guó)“人造太陽(yáng)”實(shí)現(xiàn)千秒級(jí)等離子體運(yùn)行
時(shí)間:2022年01月01日 來(lái)源:新華社 點(diǎn)擊量: 分享:

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2021年的最后一天,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院傳來(lái)消息:12月30日晚,該院等離子體物理研究所有“人造太陽(yáng)”之稱(chēng)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)實(shí)現(xiàn)1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間。

EAST是國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,擁有類(lèi)似太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)機(jī)制,用來(lái)探索核聚變能源應(yīng)用。

核聚變能源的原材料在地球上幾乎取之不竭,排放無(wú)污染,被視為“終極能源”。

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2021年12月30日晚拍攝的EAST控制大廳。(等離子體物理研究所提供)

實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)上億攝氏度點(diǎn)火和穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間約束控制。近年來(lái),在合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心等相關(guān)部門(mén)支持下,EAST進(jìn)行一系列性能升級(jí),本輪實(shí)驗(yàn)于2021年12月初開(kāi)始。

EAST裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)行總負(fù)責(zé)人龔先祖告訴記者:“2021年上半年,我們把電子溫度1.2億攝氏度等離子體維持了101秒,這次我們是把電子溫度近7000萬(wàn)攝氏度的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體維持了1056秒,注入能量達(dá)到1.73吉焦。這是兩個(gè)不同階段的目標(biāo),千秒等離子體運(yùn)行的實(shí)現(xiàn),為未來(lái)建造穩(wěn)態(tài)的聚變工程堆奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?!?/span>

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2021年12月30日晚,EAST控制大廳內(nèi)的科研人員。(等離子體物理研究所提供)

實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)堆、工程堆是瞄準(zhǔn)聚變能商用不可逾越的步驟,經(jīng)過(guò)國(guó)際社會(huì)70余年的共同努力,核聚變研究已從實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)入實(shí)驗(yàn)堆和工程堆“篇章”。目前,1兆安的等離子體電流、電子溫度1億攝氏度的等離子體、1000秒的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間,上述三個(gè)條件在EAST上已分別實(shí)現(xiàn)。

“千秒量級(jí)等離子體運(yùn)行再次挑戰(zhàn)了世界托卡馬克紀(jì)錄,我們?nèi)骝?yàn)證了未來(lái)聚變發(fā)電的等離子體控制技術(shù),推動(dòng)其從基礎(chǔ)研究向工程應(yīng)用邁進(jìn)了一大步?!敝锌圃汉戏饰镔|(zhì)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、等離子體物理研究所所長(zhǎng)宋云濤說(shuō)。

 據(jù)科研人員介紹,本輪實(shí)驗(yàn)至少持續(xù)到2022年6月,EAST科研團(tuán)隊(duì)將在未來(lái)聚變堆類(lèi)似條件下,向更高參數(shù)穩(wěn)態(tài)高約束等離子體運(yùn)行等科學(xué)目標(biāo)發(fā)起沖擊。

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