1056秒！中國“人造太陽”運(yùn)行時(shí)間突破千秒

新華社合肥12月31日電 2021年的最后一天，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院傳來消息：12月30日晚，該院等離子體物理研究所有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長時(shí)間。

EAST是國家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，擁有類似太陽的核聚變反應(yīng)機(jī)制，用來探索核聚變能源應(yīng)用。

核聚變能源的原材料在地球上幾乎取之不竭，排放無污染，被視為“終極能源”。

實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)上億攝氏度點(diǎn)火和穩(wěn)定長時(shí)間約束控制。近年來，在合肥綜合性國家科學(xué)中心等相關(guān)部門支持下，EAST進(jìn)行一系列性能升級，本輪實(shí)驗(yàn)于2021年12月初開始。

EAST裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)行總負(fù)責(zé)人龔先祖告訴記者：“2021年上半年，我們把電子溫度1.2億攝氏度等離子體維持了101秒，這次我們是把電子溫度近7000萬攝氏度的長脈沖高參數(shù)等離子體維持了1056秒，注入能量達(dá)到1.73吉焦。這是兩個(gè)不同階段的目標(biāo)，千秒等離子體運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，為未來建造穩(wěn)態(tài)的聚變工程堆奠定堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。”

實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)堆、工程堆是瞄準(zhǔn)聚變能商用不可逾越的步驟，經(jīng)過國際社會(huì)70余年的共同努力，核聚變研究已從實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)入實(shí)驗(yàn)堆和工程堆“篇章”。目前，1兆安的等離子體電流、電子溫度1億攝氏度的等離子體、1000秒的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，上述三個(gè)條件在EAST上已分別實(shí)現(xiàn)。

“千秒量級等離子體運(yùn)行再次挑戰(zhàn)了世界托卡馬克紀(jì)錄，我們?nèi)骝?yàn)證了未來聚變發(fā)電的等離子體控制技術(shù)，推動(dòng)其從基礎(chǔ)研究向工程應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說。

據(jù)科研人員介紹，本輪實(shí)驗(yàn)至少持續(xù)到2022年6月，EAST科研團(tuán)隊(duì)將在未來聚變堆類似條件下，向更高參數(shù)穩(wěn)態(tài)高約束等離子體運(yùn)行等科學(xué)目標(biāo)發(fā)起沖擊。（記者陳諾、劉美子、屈彥）