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403秒!中國“人造太陽”刷新紀錄(科技自立自強)

發布時間:2023-04-14 10:08:00來源: 人民日報

  第122254次實驗!

  4月12日21時,中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)獲重大成果,成功實現了403秒穩態長脈衝(chong) 高約束模式等離子體(ti) 運行,創造了托卡馬克裝置高約束模式運行新的世界紀錄,對探索未來的聚變堆前沿物理問題,提升核聚變能源經濟性、可行性,加快實現聚變發電具有重要意義(yi) 。

  “一團耀眼的白光從(cong) 山脈盡頭升起……”在科幻小說《三體(ti) 》中,太空飛船核聚變發動機發出的光芒如同太陽。利用核聚變等技術,人類走出地球家園,走向廣袤宇宙。

  萬(wan) 物生長靠太陽。太陽之所以能發光發熱,是因為(wei) 內(nei) 部的核聚變反應。核聚變能源的原材料在地球上極其豐(feng) 富,且排放無汙染,如果能造一個(ge) “太陽”來發電,人類有望實現能源自由。

  但要造出能實用的“人造太陽”,需要上億(yi) 攝氏度的等離子體(ti) 、超過千秒的連續運行時間和1兆安的等離子體(ti) 電流,挑戰極大。為(wei) 此,全球科學家們(men) 已努力70多年。

  形如“巨爐”,一腔“熱火”胸中湧。EAST作為(wei) 國家重大科技基礎設施,擁有類似太陽的核聚變反應機製。

  4月12日晚,在中國科學院合肥物質科學研究院等離子體(ti) 物理研究所EAST大科學團隊多年來的聚力攻關(guan) 下,EAST成功實現穩態高約束模式等離子體(ti) 運行403秒,刷新2017年的101秒世界紀錄,實驗現場一片歡騰。

  “Shot:122254。”EAST控製大廳屏幕上的數字顯示,這是曆經12萬(wan) 多次實驗取得的成功。

  據介紹,團隊解決(jue) 了長時間尺度下的等離子體(ti) 位形約束、高功率射頻波加熱與(yu) 電流驅動、等離子體(ti) 與(yu) 壁相互作用、關(guan) 鍵分布參數的實時診斷等係列前沿物理和技術集成問題。

  “這次突破的主要意義(yi) 在於(yu) ‘高約束模式’。”中科院合肥物質科學研究院副院長、等離子體(ti) 物理研究所所長宋雲(yun) 濤說,高約束模式下粒子的溫度、密度都大幅度提升,“這為(wei) 提升未來聚變電站的發電效率,降低成本奠定了堅實物理基礎。”

  據悉,EAST裝置上有核心技術200多項、專(zhuan) 利2000餘(yu) 項,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術於(yu) 一爐,共有上百萬(wan) 個(ge) 零部件協同工作。這次成功突破,離不開等離子體(ti) 控製、加熱、壁處理、先進診斷等技術提升和內(nei) 真空室改善。

  近年來,EAST裝置性能不斷提升,裝置運行區間不斷擴展,取得了多項國際托卡馬克運行的重大標誌性成果。EAST裝置取得的係列重大創新成果,為(wei) 國際熱核聚變實驗堆(ITER)運行和我國自主建設運行聚變堆提供了重要的實驗基礎。

  目前,下一代“人造太陽”中國聚變工程實驗堆已完成工程設計,未來將瞄準建設世界首個(ge) 聚變示範堆。

  (綜合本報記者徐靖和新華社記者徐海濤、戴威報道)

(責編:李文治)

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