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“Shot:122254。”EAST控制大廳屏幕上的數(shù)字顯示,讓實驗現(xiàn)場一片歡騰。
4月12日21時,正在運行的世界首個全超導托卡馬克EAST裝置獲重大成果,在第122254次實驗中成功實現(xiàn)了403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行,創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀錄。
“這次突破的主要意義在于‘高約束模式’。”中科院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說,高約束模式下粒子的溫度、密度都大幅度提升,“這為提升未來聚變電站的發(fā)電效率,降低成本奠定了堅實物理基礎。”
據(jù)悉,中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所EAST大科學團隊解決了長時間尺度下的等離子體位形約束、高功率射頻波加熱與電流驅動、等離子體與壁相互作用、關鍵分布參數(shù)的實時診斷等系列前沿物理和技術集成問題,實現(xiàn)了403秒高約束模式等離子體運行。
2017年7月3日,EAST曾實現(xiàn)穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行,創(chuàng)造了新的世界紀錄,成為世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運行持續(xù)時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。
“與2017年的突破相比,這次提升了兩到三倍的級別,磁約束聚變一直朝著實現(xiàn)真正意義上的‘點火’的方向在努力,從而真正實現(xiàn)核聚變。”EAST裝置實驗總負責人、中科院合肥物質科學研究院等離子體所托卡馬克物理實驗研究室主任龔先祖說。
他同時表示:此次EAST物理實驗取得的系列重大突破,完全驗證了EAST全超導托卡馬克裝置高參數(shù)長脈沖穩(wěn)態(tài)運行的能力,進一步驗證了未來聚變實驗堆高約束模式穩(wěn)態(tài)運行的可行性。同時,也對探索未來聚變堆前沿物理問題,提升核聚變能源經(jīng)濟性、可行性,加快實現(xiàn)聚變能應用具有重要意義。
此前,中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所核聚變大科學團隊利用有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克大科學裝置(EAST),發(fā)現(xiàn)并證明了一種新的高能量約束模式,對國際熱核聚變實驗堆和未來聚變堆運行具有重要意義。1月7日,國際學術期刊《科學·進展》發(fā)表了該研究成果。
“如果把核聚變反應比喻成一道閃電,那么我們的主要目的就是把一道道閃電收集在‘磁籠子’里,聚集更高的能量,然后長時間持續(xù)地向外穩(wěn)定輸出這些能量,為人類所用。”中科院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說,新發(fā)現(xiàn)的高能量約束模式將能“聚集更多的閃電”,不損壞“磁籠子”,并長時間保持穩(wěn)定運行。
“EAST雖然目前是一個實驗裝置,但將為未來的中國聚變實驗堆建立一個良好的基礎。”龔先祖表示,所有從事這一行業(yè)的人都有一個“聚變夢”,在目前來看這仍然是一個巨大的挑戰(zhàn),“但是我相信這一天不會太遠。”
(安徽商報融媒體記者 梁巍 實習生 曾凡都 陳蘇青)