高能加热下堆芯物理机制研究的一系列实验突破

记者今天从中国科学院获悉，由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主设计研发的磁约束核聚变实验装置“EAST”已实现1亿度等离子体放电。

继2017年创造101.2秒高约束模式等离子体运行世界纪录后，EAST 2018年度物理实验重点开展了一系列实验，研究高功率加热下堆芯的物理机制，用于未来发展聚变堆先进稳态运行模式和长脉冲运行下的关键科技问题。

通过优化稳态射频波等多种加热技术的耦合和电流驱动，以及高参数条件下等离子体的先进控制，结合理论和数值模拟，研究人员实现了加热功率超过10 MW，等离子体储能增加到300 kJ在电子回旋加速器和低杂波的协同加热下，等离子体的中心电子温度达到1亿度。

研究人员还开展了一系列相关实验研究，有效拓展了聚变堆高性能等离子体稳态高约束模式的运行范围；在与未来聚变堆相似的条件下，实现高约束、高密度、高比压的完全无感先进稳态运行模式，得到的归一化参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需的物理条件。利用多种技术，在类似国际热核聚变实验堆(ITER)的运行条件下，演示了边界局域模和钨杂质的控制方法，实现了高约束模等离子体下钨偏滤器稳态热负荷的主动反馈控制。

研究人员认为，EAST今年获得的这些实验结果为未来的ITER运行和正在进行的中国聚变工程实验堆(CFETR)项目和物理设计提供了重要的实验依据和科学支持。

据了解，EAST是由等离子体所自主设计、研制、拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置。它是世界上第一台非圆截面全超导托卡马克，是针对未来聚变能源商用目标的关键科学问题。近年来，在高性能、稳态、长脉冲等离子体的研究方面取得了许多原创性成果。

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