實(shí)習(xí)記者 | 馬悅?cè)?/p>

中國(guó)“人造太陽(yáng)”核聚變實(shí)驗(yàn)裝置再獲重大突破。

據(jù)新華社消息，5月28日凌晨，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行。

這將此前創(chuàng)造的1億攝氏度20秒原紀(jì)錄延長(zhǎng)了5倍，意味著向核聚變能源應(yīng)用邁出重要一步。

EAST也被稱為中國(guó)“人造太陽(yáng)”，是中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所自主研制的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。

該裝置是由國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的“九五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，也是世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克。

它瞄準(zhǔn)未來(lái)聚變能商用目標(biāo)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，近幾年來(lái)在高性能、穩(wěn)態(tài)、長(zhǎng)脈沖等離子體研究方面取得了多項(xiàng)原創(chuàng)性成果。

人類開發(fā)核能的途徑主要有兩條——重元素的裂變和輕元素的聚變。利用核裂變?cè)?，人類已建造了幾百個(gè)核電站，對(duì)于核聚變的利用卻落后很多。

人類對(duì)聚變反應(yīng)的控制主要是依靠一種環(huán)形容器，通過(guò)約束電磁波驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)造氘、氚實(shí)現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高溫，實(shí)現(xiàn)受控核聚變。這種裝置被稱為托卡馬克，名字來(lái)源于其的關(guān)鍵詞——環(huán)形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnet）、線圈（kotushka）。二十世紀(jì)末，科學(xué)家們又將新興的超導(dǎo)技術(shù)用于托卡馬克裝置，產(chǎn)生了超導(dǎo)托卡馬克裝置。

因?yàn)榉略斓脑硎翘?yáng)內(nèi)部的熱核聚變反應(yīng)，業(yè)內(nèi)將這種裝置稱為“人造太陽(yáng)”。

實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)上億度點(diǎn)火和穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間約束控制。

EAST此次實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行，是中國(guó)首次在國(guó)際上采用全金屬主動(dòng)水冷第一壁、高性能鎢偏濾器等關(guān)鍵技術(shù)。

據(jù)新華社報(bào)道，EAST上的核心技術(shù)有200多項(xiàng)，采用了“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場(chǎng)”“超大電流”等尖端技術(shù)。其總功率達(dá)34兆瓦，相當(dāng)于約6.8萬(wàn)臺(tái)家用微波爐一起加熱。

2016年2月，中國(guó)EAST物理實(shí)驗(yàn)獲重大突破，成功實(shí)現(xiàn)電子溫度超過(guò)5000萬(wàn)度、持續(xù)時(shí)間達(dá)102秒的超高溫長(zhǎng)脈沖等離子體放電。

這也是當(dāng)時(shí)國(guó)際托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置上電子溫度達(dá)到5000萬(wàn)度持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的等離子體放電，標(biāo)志著中國(guó)在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國(guó)際前列。

2018年11月12日，EAST實(shí)現(xiàn)1億攝氏度等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，獲得的實(shí)驗(yàn)參數(shù)接近未來(lái)聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件，朝著未來(lái)聚變堆實(shí)驗(yàn)運(yùn)行邁出了關(guān)鍵一步。

去年6月，中科院合肥研究院等離子體所啟動(dòng)EAST裝置的升級(jí)改造工作，歷時(shí)一年的升級(jí)改造全面提升了該裝置性能，并在物理實(shí)驗(yàn)中攻克了穩(wěn)態(tài)高功率加熱、完全非感應(yīng)的高電流驅(qū)動(dòng)、高精度等離子體實(shí)時(shí)控制、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用等系列技術(shù)難題。