陆拟今年建成环流器二号M装置 为「人造太阳」创造条件
中核集团核工业西南物理研究院副院长段旭如透露,该院预计在今年建成新托卡马克装置(Tokamak)「中国环流器二号M装置(HL-2M)」,在等离子体参数将大幅度提高到近堆芯水平、离子温度超过摄氏1亿度,为「人造太阳」创造条件。
段旭如表示,人造太阳装置中的等离子体主要由电子及离子组成,目前中国现有托卡马克装置等离子体电子温度已达摄氏1亿度,离子温度已达摄氏近5千万度,由于热核聚变中参与聚变反应产生能量的是离子,因此必须提高等离子体离子温度,使其超过摄氏1亿度。
段旭如指出,要将中国托卡马克装置等离子体离子温度从摄氏5千万度提高到超过1亿度,需要更高的装置参数、注入,并且吸收更多的能量、实现更先进的运行模式;HL-2M装置的规模大、参数高,还采用更先进的结构与控制方式,能够承载更大线圈电流,有望将电流从现有装置的1兆安培提高到3兆安培,将具备把等离子体离子温度提高到超过摄氏1亿度的能力。
据了解,托卡马克装置是中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研制的磁约束核聚变实验装置,这是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克(Tokamak),属于国家「九五」重大科学工程,也是中国第四代核聚变实验装置,实验目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,能像太阳一样发生核聚变,并为人类提供源源不断的清洁能源,因此又被称为「人造太阳」。而要实现可控热核聚变则须满足三大条件,分别是离子温度要达到摄氏1亿度以上、长时间处于有限的空间当中、具备足够高的密度。
值得一提的是,托卡马克装置瞄准聚变能未来商用目标等科学问题,近年来在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面取得多项原创性成果,继2017年创造101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录后,2018年的实验重点则是展开高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实验。