去年以來，位于合肥“科學(xué)島”、有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST兩次創(chuàng)造世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在穩(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國際前沿。
2021年5月28日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST開展第16輪物理實驗，實現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運行和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀(jì)錄。本次物理實驗成果是EAST裝置首次在國際上采用全金屬主動水冷第一壁、高性能鎢偏濾器、穩(wěn)態(tài)高功率波加熱、等離子體位形精密控制等一系列未來聚變堆必須采用的關(guān)鍵技術(shù)的驗證。
2021年12月30日夜，EAST全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置再次創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，實現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行，是目前世界上托卡馬克裝置實現(xiàn)的最長時間高溫等離子體運行，也是繼EAST裝置實現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行以來，取得的又一重大突破，標(biāo)志著我國在長脈沖高參數(shù)磁約束聚變領(lǐng)域引領(lǐng)國際前沿。
“這次是把近7000萬攝氏度等離子體維持了1000秒。我們經(jīng)歷了將近3個月，對加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等進(jìn)行了升級改造。所有的結(jié)果都在我們的預(yù)料之中，也在我們的計劃之中。”面對全新的世界紀(jì)錄，EAST裝置物理實驗總負(fù)責(zé)人龔先祖欣喜地告訴記者，這是等離子所4代科研人員共同努力的結(jié)果。
核聚變能具有資源豐富、無碳排放和清潔安全等突出優(yōu)點，是人類未來理想的清潔能源之一。實現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點是如何實現(xiàn)上億攝氏度點火和等離子體穩(wěn)定長時間約束控制，同時實現(xiàn)上億攝氏度等離子體長時間維持尤為困難，這需要將上億攝氏度等離子體與零下269攝氏度超導(dǎo)磁體、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用、動態(tài)精密控制等多項極端條件同時高度集成和有機(jī)結(jié)合，難度和挑戰(zhàn)非常大，此前國際上超過1億攝氏度的等離子體運行最長持續(xù)時間為20秒。EAST裝置上的系列創(chuàng)新研究成果和技術(shù)積累，為我國自主建造聚變工程實驗堆提供了堅實的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。(記者 汪永安)