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總臺(tái)央視記者 帥俊全 褚爾嘉
記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院“人造太陽(yáng)”東方超環(huán)EAST團(tuán)隊(duì)在高能量約束模式等離子體運(yùn)行方面取得了重要科研進(jìn)展。相關(guān)成果北京時(shí)間1月7日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》發(fā)表。
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(tái)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(zhǎng)時(shí)間尺度上的高性能等離子體運(yùn)行。
千秒長(zhǎng)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(jí)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(duì)于國(guó)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(duì)比。 ?
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