新的里程碑 新的世界纪录 EAST首次获得百秒量级稳态高约束模等离子体
时间 : 2017-07-03     

  201773日夜晚,国家重大科技基础设施——世界上第一个全超导托卡马克(EAST)东方超环再传捷报:实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为了世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。这一里程碑性的重要突破,表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面,将继续引领国际前沿,对国际热核聚变实验堆(ITER)和未来中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大的科学意义。 

ITER计划是当前世界上规模最大的国际科技合作项目,是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。EAST具有ITER类似的先进技术,未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台,为ITER预演稳态运行是EAST的重要使命。基于过去十多年的研究积累,EAST团队通力合作集体攻关,集中解决长时间尺度下的等离子体位形精确控制、高功率射频波加热与电流驱动、高约束性能等离子体稳定性、等离子体与壁相互作用、粒子与热排出、关键分布参数的实时诊断等一系列与稳态运行密切相关的关键技术和物理问题,同时对多尺度物理过程的集成和芯部约束与边界、偏滤器的有效兼容等前沿问题开展了深入的科学研究。EAST在以低动量注入纯射频波加热、钨偏滤器等类似ITER未来运行条件下,成功实现了全程扰动幅度较小的边缘局域模(ELMs)的高约束模式,有效控制了偏滤器靶板热负荷和钨杂质返流,获得了约束改善因子H98y2大于1.1的完全非感应电流稳态高性能等离子体,并通过先进磁位形的精确控制实现了等离子体运行的软着陆,验证了超高真空、低温、大功率电源、超导磁体、射频波和中性束加热、计算机控制和数据采集等系统稳态运行的能力。这次实验的突破进一步提升了EAST在国际磁约束聚变实验研究中的重要地位,其科学研究成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,更为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆(CFETR)的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。 

EAST的研究长期得到国家发改委、科技部、中国科学院、国家自然科学基金委等项目的资助,以及安徽省、合肥市等相关部门的大力支持。一直以来,EAST团队秉承甘于奉献,团结协作,锐意进取,争创一流的等离子体所大科学文化精神,以广迎四海的开放心态,通过广泛而深入的国内外合作,已将EAST打造成国际上最重要的磁约束核聚变实验平台。 

  http://www.ipp.cas.cn/xwdt/ttxw/201707/W020170704649624222087.png  

  http://www.ipp.cas.cn/xwdt/ttxw/201707/W020170704649624239758.png  

 东方超环实现的世界最长101.2秒高约束放电等离子体的基本参数 

Ip=0.4MA, Bt=2.5T, PRF=3.0MW, ne=3.0x1019/m3, Te=4.0KeV, H98y2=1.1, USN