——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
記者從中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉,在經(jīng)歷4個(gè)多月的持續(xù)物理實(shí)驗(yàn)后,我國(guó)大科學(xué)裝置東方超環(huán)(EAST)日前取得重大突破,獲得的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)接近未來(lái)聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件,朝著未來(lái)聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步。相關(guān)研究成果于10月22日—27日在印度舉辦的第27屆國(guó)際聚變能大會(huì)上由等離子體所所長(zhǎng)萬(wàn)寶年研究員和運(yùn)行負(fù)責(zé)人龔先祖研究員等進(jìn)行了報(bào)道,受到國(guó)際聚變同行的廣泛關(guān)注與高度評(píng)價(jià)。
EAST繼2017年創(chuàng)造了101.2秒高約束模等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄后,2018年度物理實(shí)驗(yàn)面向未來(lái)聚變堆先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式的發(fā)展和長(zhǎng)脈沖運(yùn)行下的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,重點(diǎn)開(kāi)展了高功率加熱下堆芯物理機(jī)制研究的系列實(shí)驗(yàn)。通過(guò)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(dòng)、等離子體先進(jìn)控制等,結(jié)合理論與數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)加熱功率超過(guò)10兆瓦,等離子體儲(chǔ)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(dá)到1億度。利用低雜波、電子回旋、離子回旋協(xié)同效應(yīng)與中性束加熱的高效集成,優(yōu)化電流密度分布,開(kāi)展了平衡和穩(wěn)定性、約束和輸運(yùn)、等離子體與壁相互作用及高能粒子物理等相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,有效拓展了適應(yīng)于聚變堆高性能等離子體穩(wěn)態(tài)高約束模式的運(yùn)行區(qū)間。在射頻波加熱為主、低動(dòng)量注入、鎢偏濾器等類似未來(lái)聚變堆條件下,實(shí)現(xiàn)了高約束、高密度、高比壓的完全非感應(yīng)先進(jìn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式,獲得的歸一化參數(shù)接近未來(lái)聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件。同時(shí)針對(duì)長(zhǎng)脈沖穩(wěn)態(tài)高參數(shù)運(yùn)行關(guān)鍵的粒子與熱排出問(wèn)題,利用多種技術(shù)演示了類似ITER運(yùn)行條件下的邊界局域模及鎢雜質(zhì)的控制方法,實(shí)現(xiàn)了鎢偏濾器高約束模等離子體下穩(wěn)態(tài)熱負(fù)荷的主動(dòng)反饋控制。
EAST本年度取得的這些實(shí)驗(yàn)成果為未來(lái)ITER運(yùn)行和正在進(jìn)行的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆CFETR工程和物理設(shè)計(jì)提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)與科學(xué)支持。
合肥是國(guó)家正式批準(zhǔn)建設(shè)的全國(guó)第二個(gè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心,核聚變能研究是合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心重點(diǎn)聚焦的領(lǐng)域之一,等離子體物理研究所依托國(guó)家“九五”大科學(xué)裝置東方超環(huán)(EAST)全面參與綜合性國(guó)家科學(xué)中心建設(shè),并即將開(kāi)建國(guó)家“十三五”大科學(xué)裝置聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施。
EAST是等離子體所自主設(shè)計(jì)、研制并擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,是世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克,瞄準(zhǔn)未來(lái)聚變能商用目標(biāo)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,近年來(lái)在高性能、穩(wěn)態(tài)、長(zhǎng)脈沖等離子體研究方面取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性成果。
櫛風(fēng)沐雨四十載,薪火相傳聚變夢(mèng),等離子體所三代聚變?nèi)嗽谒氖甑暮司圩冄芯空鞒讨胁煌跣模频Z前行。EAST團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)秉承大科學(xué)文化團(tuán)隊(duì)精神,進(jìn)一步聚焦聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間尺度、穩(wěn)態(tài)聚變等離子體的物理和工程實(shí)驗(yàn)研究,為下一代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置奠定科學(xué)基礎(chǔ)并培養(yǎng)人才。
據(jù)了解,等離子體所核聚變研究及EAST裝置長(zhǎng)期得到國(guó)家發(fā)改委、科技部、中科院、國(guó)家基金委等項(xiàng)目的資助,以及安徽省、合肥市、合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心等相關(guān)部門(mén)的大力支持。
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