稳定运行101.2秒中国“人造太阳”取得重大突破

中国科学家独立设计建造的世界首个全超导“人造太阳”实验装置EAST。

国家大科学装置———全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环（ＥＡＳＴ）近日实现了稳定的101．2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。这一重要突破标志着，我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿。

记者5日从中国科学院获悉，东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置，对国际热核聚变试验堆（ＩＴＥＲ）计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似，因此，东方超环也被称做“人造太阳”。

作为当前世界上规模最大的国际科技合作项目，ＩＴＥＲ计划是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。ＩＴＥＲ计划将建造、运行一个可持续燃烧的托卡马克型聚变实验堆，以验证聚变反应堆的工程技术可行性。

中科院合肥物质科学研究院ＥＡＳＴ团队介绍，实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。ＥＡＳＴ具有类似ＩＴＥＲ的先进技术，未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台。

基于过去十多年的研究积累，ＥＡＳＴ团队通力合作集体攻关，集中解决长时间尺度下的等离子体位形精确控制、高功率射频波加热与电流驱动、高约束性能等离子体稳定性、等离子体与壁相互作用、粒子与热排出、关键分布参数的实时诊断等一系列与稳态运行密切相关的关键技术和物理问题，同时对多尺度物理过程的集成和芯部约束与边界、偏滤器的有效兼容等前沿问题开展了深入的科学研究。

据了解，这次实验的突破进一步提升了ＥＡＳＴ在国际磁约束聚变实验研究中的地位，其科研成果将为未来ＩＴＥＲ长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持，也为我国下一代聚变装置———中国聚变工程实验堆（ＣＦＥＴＲ）的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。

延伸阅读

“人造太阳”不是在地球上造个太阳

“‘人造太阳\’指通过可控热核聚变的方式给人类带来几乎无限的清洁能源。”中国工程物理研究院研究员许建南说。

太阳的光和热，来源于氢的两个同胞兄弟———同位素氘和氚，在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是“模仿”这一过程。

目前，人类核电站有序利用的核能都是核裂变过程。

“有专家考证：较早提出‘人造太阳\’解决人类能源问题的是一位苏联年轻少尉。这个高中学历的‘大男孩\’在1950年提出这个‘空想\’时，苏联科学家们没有笑话他，而是科学审慎分析了可行性。历史证明，很多改变世界的伟大科学发现科技进步，源自勇敢的‘空想\’、睿智的呵护和执着的追求。”许建南说。

聚变能源，是人类梦寐以求的安全经济高效持久能源。实现可控热核聚变的路径主要有两种：磁约束聚变和惯性约束聚变。前者，又称托卡马克，通过强磁场较长时间约束高温稀薄等离子体使之发生聚变反应。例如，目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一的“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”。后者则利用多种高能量驱动方式形成高温高压环境，使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧，从而释放出巨大的能量。氘和氚是取之不尽的能源。海洋中大概蕴藏了40万亿吨氘，理论上如果全部用于聚变反应，释放的能量足够人类使用几百亿年。

本报综合

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