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东方超环2012年度实验创两项世界记录
发表日期: 2017-07-21 作者: 所文 点击率:
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  2012年7月10日,东方超环(EAST)超导托卡马克2012年物理实验顺利结束。在长达四个多月的实验期间,科学家们利用低杂波和离子回旋射频波,实现多种模式的高约束等离子体、长脉冲高约束放电,获得多项重大成果,创造了两项托卡马克运行的世界记录:获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体;获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。这分别是国际上最长时间的高温偏滤器等离子体放电、最长时间的高约束等离子体放电,标志着我国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列。

  高参数、高约束模式偏滤器等离子体是未来聚变托克马克放电的最基本的运行方式。我国参加的最大国际科学合作项目——国际热核聚变实验堆(ITER)首要目标是实现400秒的高约束等离子体,但实现该科学目标尚面临众多科学和技术(物理和工程)上的挑战。目前,国际上大部分托卡马克的偏滤器等离子体持续时间均在20秒以下,欧盟和日本科学家曾获得最长为60秒的高参数偏滤器等离子体。本次实验,我国科学家针对未来ITER 400秒高参数运行的一些关键科学技术问题,如等离子体精确控制、全超导磁体安全运行、有效加热与驱动、等离子体与壁材料相互作用等,开展了全面的实验研究,获得了411秒的中心等离子体密度约2x1019m-3、中心电子温度大于两千万度的高温等离子体。

  高约束等离子体放电是未来磁约束聚变堆首选的一种先进高效运行方式。从上世纪八十年代以来,世界上众多托卡马克都在探寻各种方式实现高约束放电、并不断尝试延长高约束放电时间。长期以来,实现长时间高约束放电一直是国际聚变界追求的目标和挑战极大的前沿课题。目前正在运行的托克马克的高约束放电时间大都在10秒以下。2003年,日本JT-60U装置(已退役)曾利用强流中性束加热实现一次28秒的高约束等离子体放电,这是目前放电时间最长的一次。在本轮EAST实验中,我国科学家利用低杂波与射频波协同方法,在低再循环条件下实现了稳定重复的超过32秒的高约束等离子体放电。我国科学家所用的方法独特、经济、有效,为未来国际热核聚变实验堆(ITER)提供了一条高效实现高约束放电的新途径。

  东方超环(EAST)是由国家发改委立项的“九五”国家大科学工程,是由我国科学家独立设计建造的世界首个全超导托克马克,于2007年建成并开始科学实验。在国家科技部(ITER专项)、国家基金委、中科院等部门的支持下,科学实验不断深入,近年来已吸引大批国外科学家来华开展科学实验,美国能源部已将EAST列为未来美国磁约束聚变合作的首选装置。自今年2月开始本轮EAST科学实验以来,超过100位的国外科学家来华开展广泛的合作研究。实验中,国内外科学家们围绕高参数长脉冲等离子体相关科学技术问题开展了大量的科学实验,取得了一系列新结果和大量的科学实验数据,为未来更高参数的长脉冲物理实验奠定了很好的科学技术基础。

400秒等离子体运行

稳定重复的长脉冲H-mode运行

 

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