陆「人造太阳」稳定运行101秒 创核融合世界纪录

▲全超导托卡马克核聚变实验装置中文名东方超环,简称EAST)。(图/翻摄自央视新闻,下同)

大陆中心综合报导

中国科学等离子物理研究所4日宣布,超导托卡马克核融合(聚变)实验装置(EAST)达成稳定的101.2秒稳态脉冲约束等离子体运行,创造了新的世界纪录,为人类开发核融合能源奠定了重要的基础。相较于核分裂,核融合产生废料半衰期短、安全性高,原料几乎取之不尽,是理想的能源取得方式

EAST高11公尺、直径8公尺、重达400吨,是中国第四代核融合实验装置,EAST的建设目标是对受控核融合相关的前沿物理问题开展探索性实验研究,为未来稳态、安全、高效的先进商业聚变堆提供物理和工程技术基础。由于核融合的反应原理太阳类似,所以也被称为「人造太阳」。

EAST超导托卡马克装置实验运行总负责人先祖表示,「我们面临的重大挑战粒子控制和热排出问题,解决了这些难题,使得放电脉冲延长到100秒,这是一个新的世界纪录,也是EAST一个新的里程碑。」

稳态高约束运行模式国际热核聚变实验堆计划基本运行模式,也是未来反应堆需要解决的关键问题,作为国际重要的长脉冲核聚变实验平台,EAST超导托卡马克高约束放电时间实现百秒量级突破,将为我国下一代核聚变装置的建设和国际核聚变清洁能源的开发利用奠定坚实基础。

国际热核融合实验堆ITER计划是目前全球规模最大的国际科研合作专案之一,其目标是在和平利用核融合的基础上,探索聚变在科学和工程技术上的可行性;高约束模是ITER的基本运行模式,为实现稳态运行并达到有效的偏滤器热量排除,ITER采用射频波主导的低动量注入运行模式以及主动水冷的钨偏滤器结构,而EAST是目前世界上唯一具备这两大特色且具有长脉冲运行能力的全超导托卡马克,其稳态运行模式将为ITER和未来反应堆提供重要参考。

龚先祖表示,ITER计划是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径,EAST具有ITER类似的先进技术,未来5年内将是国际上唯一有能力展开超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台,为ITER预演稳态运行也是EAST的重要使命。相较于核分裂发电,核融合产生的核废料半衰期极短(低管理成本核泄漏时总危害较低、最多只有一公里内需要撤退)、安全性也更高(不维持便会停止反应);它的主要燃料是存在于海水之中的氘和氚,因此原料储量极其丰富,一公升海水提取的氘能产生的聚变能源,相当于300公升汽油,因而是比较理想的能源取得方式。

▼EAST达成101.2秒稳态等离子体运行,创造了新的世界纪录。(图/翻摄自中国科学院)