人造太阳装置首次实现1亿摄氏度等离子体运行

11月12日，从中科院合肥物质科学研究院传出振奋人心的消息：在刚刚结束的2018年度EAST物理实验中，有“人造太阳”之称的EAST装置实验获重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。

EAST是等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是我国第四代核聚变实验装置，它的科学目标是让氘和氚在1亿到2亿摄氏度高温条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的清洁能源。围绕该装置的科研主要是瞄准并解决未来聚变能商用目标的关键科学问题。近年来EAST在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面取得了多项原创性成果：2016年等离子体中心温度达到5000万摄氏度，2017年达到8000万摄氏度，同时创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录。

当等离子体温度上升到上亿摄氏度时，任何固体材料都将熔毁。因此，需要用特殊形态的磁场把由氘、氚等原子核及自由电子组成的一定密度的高温等离子体约束在有限体积内，使之脱离器壁并限制其热导，这是实现受控热核聚变的重要条件。 “等离子体就被约束在这个‘磁笼’中，像一个中空的面包圈。 ”中科院等离子所托卡马克物理研究室主任徐国盛研究员告诉记者。

2018年度EAST物理实验历时4个多月，面向未来聚变堆先进稳态运行模式的发展和长脉冲运行下的关键科学技术问题，重点开展了高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实验。通过优化稳态射频波等多种加热技术在高参数条件下的耦合与电流驱动、等离子体先进控制等，结合理论与数值模拟，实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦。在电子回旋与低杂波协同加热下，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度，获得的相关参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件。

徐国盛表示，EAST本年度取得的这些实验成果为未来ITER(国际热核聚变实验堆)运行和正在进行的中国聚变工程实验堆工程和物理设计提供了重要的实验依据与科学支持。

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