“人造太陽”基礎(chǔ)物理研究取得新進(jìn)展
據(jù)了解,實(shí)現(xiàn)高性能等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是未來核聚變堆必須解決的關(guān)鍵科學(xué)問題,先進(jìn)運(yùn)行模式是當(dāng)前磁約束核聚變研究的熱點(diǎn)之一。EAST團(tuán)隊(duì)在托卡馬克裝置實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)并證明了一種新的高能量約束模式,這種先進(jìn)模式大幅度提高了能量約束效率,具有芯部無雜質(zhì)積累,便于聚變反應(yīng)生成物排出,維持平穩(wěn)溫度臺基等優(yōu)點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)了芯部高約束與邊界不穩(wěn)定性的兼容,保證了長時(shí)間尺度上的高性能等離子體運(yùn)行。
千秒長脈沖放電。0.33MA等離子體電流和平均密度 (A),輻射功率和輔助加熱功率1.65MW(B),離子飽和電流以及內(nèi)外靶板打擊點(diǎn)SP1和SP2(C),偏濾器熱通量峰值(D)。
聚變?nèi)朔e (密度×溫度×能量約束時(shí)間) 和等離子放電時(shí)間的圖表。不同兆安電流和兆瓦功率等級托卡馬克之間的比較。
這種無需通過外部控制來確保等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的高能量約束模式,對于國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆和未來聚變堆運(yùn)行具有重要意義。另外,科研團(tuán)隊(duì)還在湍流驅(qū)動(dòng)等離子體電流、偏濾器脫靶與高約束等離子體兼容等方面取得重要成果,一系列的科研進(jìn)展為聚變堆建設(shè)和運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來聚變堆的建成運(yùn)行,將會(huì)大幅度加快核聚變能研發(fā)進(jìn)程,推動(dòng)人類早日利用清潔安全、低碳高效的核聚變能源。
湍流驅(qū)動(dòng)的電流與自舉電流動(dòng)力學(xué)特征。
偏濾器全脫靶與著靶狀態(tài)等離子體輻射的二維分布對比。
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