“人造太陽”創造“億度千秒”世界紀錄
把聚變能源的研發進程往前推進了一大步
1月15日拍攝的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)。 新華社記者 黃博涵攝
1月20日,我國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(以下簡稱“EAST”)在安徽合肥獲得重大成果,成功實現了上億攝氏度1066秒穩態長脈沖高約束模等離子體運行,再次創造了托卡馬克裝置高約束模運行新的世界紀錄。億度千秒量級穩態高約束模的實現充分驗証了聚變堆高約束模穩態運行的可行性,是聚變研究從基礎科學研究邁向工程實踐的重要一步,把聚變能源的研發進程往前推進了一大步,對聚變堆的建設和運行具有重大的意義。
EAST形如“巨罐”,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術於一體,近百萬個零部件協同工作,擁有專利近2000項。
太陽,普照萬物,它的巨大能量來自內部的核聚變反應。而“人造太陽”是要在地球上實現可控的核聚變反應,追求“能源自由”。
高約束運行模式(高約束模)因其效率高、經濟性強,是未來聚變實驗堆和工程堆穩態運行的基本模式。但在實驗裝置上實現長脈沖穩態高約束模挑戰大、難度高。
正在開展的第22輪物理實驗中,中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所EAST大科學團隊瞄准托卡馬克穩態高性能等離子體前沿物理研究,解決了等離子體芯部與邊界的物理集成、等離子體與壁相互作用、精密控制、實時診斷、主動冷卻等系列前沿物理和工程技術問題,實現了超過1億攝氏度1066秒的高約束模等離子體運行。
自2006年建成運行以來,EAST等離子體運行次數超過15萬次,通過開放共享的建制化管理模式,在穩態等離子體運行的工程和物理上持續保持國際引領。就長脈沖高約束模運行來說,先后跨越60秒、100秒、400秒等重大裡程碑:2012年實現30秒高約束模,2016年實現60秒高約束模,2017年實現101秒高約束模,2023年實現403秒高約束模,2025年實現1066秒高約束模。EAST始終不斷突破自我,挑戰極限,沖擊更高參數的長脈沖高約束模等離子體運行。
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