中新網(wǎng)北京1月20日電 (記者 孫自法 吳蘭)記者1月20日從中國科學(xué)院獲悉，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院位于科學(xué)島上的大科學(xué)裝置——全超導(dǎo)托卡馬克裝置(英文縮寫EAST，中文又名“東方超環(huán)”)當(dāng)天獲得重大成果，成功實(shí)現(xiàn)了超過億度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。
世界首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置(EAST，“東方超環(huán)”)。中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 供圖中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所“東方超環(huán)”大科學(xué)團(tuán)隊(duì)表示，億度千秒量級(jí)穩(wěn)態(tài)高約束模的實(shí)現(xiàn)充分驗(yàn)證了聚變堆高約束模穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的可行性，是聚變研究從基礎(chǔ)科學(xué)研究邁向工程實(shí)踐的重大拐點(diǎn)，把聚變能源的研發(fā)進(jìn)程往前推進(jìn)一大步，對(duì)聚變堆的建設(shè)和運(yùn)行具有重大意義。
高約束運(yùn)行模式因其效率高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，是未來聚變實(shí)驗(yàn)堆和工程堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的基本模式。高約束模面臨的最大挑戰(zhàn)是高約束條件下邊緣局域模引起的等離子體邊緣區(qū)溫度、密度臺(tái)基的突然崩塌，該過程釋放的強(qiáng)脈沖熱流會(huì)導(dǎo)致偏濾器熱負(fù)荷過載、靶板材料濺射損傷，大量雜質(zhì)進(jìn)入芯部等離子體引起大破裂，在實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)現(xiàn)長脈沖穩(wěn)態(tài)高約束模挑戰(zhàn)大、難度高。
正在開展的第22輪物理實(shí)驗(yàn)中，“東方超環(huán)”大科學(xué)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)托卡馬克穩(wěn)態(tài)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、高功率加熱系統(tǒng)注入耦合、第一壁材料排熱、精密控制、實(shí)時(shí)診斷、主動(dòng)冷卻等系列前沿物理和工程技術(shù)問題，從而實(shí)現(xiàn)了超過1億度1066秒的高約束模等離子體運(yùn)行。
“東方超環(huán)”(EAST)億度千秒高約束模等離子體運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)。中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院 供圖據(jù)了解，“東方超環(huán)”自2006年建成運(yùn)行以來，等離子體運(yùn)行次數(shù)超過15萬次，通過開放共享的建制化管理模式，在穩(wěn)態(tài)等離子體運(yùn)行的工程和物理上持續(xù)保持國際引領(lǐng)。
就長脈沖高約束模運(yùn)行來說，“東方超環(huán)”先后跨越60秒、100秒、400秒等重大里程碑，始終不斷突破自我，挑戰(zhàn)極限，沖擊更高參數(shù)的長脈沖高約束模等離子體運(yùn)行。2012年實(shí)現(xiàn)30秒高約束模，2016年實(shí)現(xiàn)60秒高約束模，2017年實(shí)現(xiàn)101秒高約束模，2023年實(shí)現(xiàn)403秒高約束模，2025年實(shí)現(xiàn)1066秒高約束模。(完)