新華社合肥12月31日電 2021年的最后一天,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院傳來消息:12月30日晚,該院等離子體物理研究所有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)實現(xiàn)1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行,這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運行的最長時間。
EAST是國家發(fā)改委批準(zhǔn)立項的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,擁有類似太陽的核聚變反應(yīng)機制,用來探索核聚變能源應(yīng)用。
核聚變能源的原材料在地球上幾乎取之不竭,排放無污染,被視為“終極能源”。
實現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點是實現(xiàn)上億攝氏度點火和穩(wěn)定長時間約束控制。近年來,在合肥綜合性國家科學(xué)中心等相關(guān)部門支持下,EAST進(jìn)行一系列性能升級,本輪實驗于2021年12月初開始。
EAST裝置實驗運行總負(fù)責(zé)人龔先祖告訴記者:“2021年上半年,我們把電子溫度1.2億攝氏度等離子體維持了101秒,這次我們是把電子溫度近7000萬攝氏度的長脈沖高參數(shù)等離子體維持了1056秒,注入能量達(dá)到1.73吉焦。這是兩個不同階段的目標(biāo),千秒等離子體運行的實現(xiàn),為未來建造穩(wěn)態(tài)的聚變工程堆奠定堅實的科學(xué)和實驗基礎(chǔ)。”
實驗裝置、實驗堆、工程堆是瞄準(zhǔn)聚變能商用不可逾越的步驟,經(jīng)過國際社會70余年的共同努力,核聚變研究已從實驗裝置進(jìn)入實驗堆和工程堆“篇章”。目前,1兆安的等離子體電流、電子溫度1億攝氏度的等離子體、1000秒的連續(xù)運行時間,上述三個條件在EAST上已分別實現(xiàn)。
“千秒量級等離子體運行再次挑戰(zhàn)了世界托卡馬克紀(jì)錄,我們?nèi)骝炞C了未來聚變發(fā)電的等離子體控制技術(shù),推動其從基礎(chǔ)研究向工程應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說。
據(jù)科研人員介紹,本輪實驗至少持續(xù)到2022年6月,EAST科研團隊將在未來聚變堆類似條件下,向更高參數(shù)穩(wěn)態(tài)高約束等離子體運行等科學(xué)目標(biāo)發(fā)起沖擊。(記者陳諾、劉美子、屈彥)
責(zé)任編輯:趙睿
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