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中國網/中國發展門戶網訊 從渴望飛翔到造出飛機,人類走過了至少數千年;從愛因斯坦的預言到引力波被真切探測到,人類走過了整整百年。當我們在討論“十三五”規劃綱要草案的時候,潛心研究的中外科學家們正在為同一個偉大夢想——“人造太陽”執著耕耘。
“人造太陽”指通過可控熱核聚變的方式給人類帶來幾乎無限的清潔能源。太陽的光和熱,來源于氫的兩個同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。“人造太陽”就是“模仿”這一過程。氘和氚是取之不盡的能源,海洋中大概蘊藏了40萬億噸氘,理論上如果全部用于聚變反應,釋放的能量足夠人類使用幾百億年,因此聚變能源是人類夢寐以求的安全經濟高效持久能源。
全球科學家們研究實現可控熱核聚變的路徑主要有兩種:磁約束聚變和慣性約束聚變。前者,又稱托卡馬克,通過強磁場較長時間約束高溫稀薄等離子體使之發生聚變反應。
中國科學院等離子體物理研究所(簡稱“等離子體所”)承擔的大科學工程“人造太陽”實驗裝置EAST,是世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置,它的建成使我國成為世界上少數幾個擁有這種類型超導托卡馬克裝置的國家,使我國磁約束核聚變研究進入世界前沿。
7月4日,中國科學院等離子體物理研究所宣布,我國的超導托卡馬克實驗裝置EAST在全球首次實現了上百秒的穩態長脈沖高約束等離子體運行,創造了新的世界紀錄。這標志著EAST成為了世界上第一個實現穩態高約束模式運行持續時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。這一里程碑性的重要突破,表明我國磁約束聚變研究在穩態運行的物理和工程方面,將繼續引領國際前沿,對國際熱核聚變實驗堆(ITER)和未來中國聚變工程實驗堆(CFETR)建設和運行具有重大的科學意義。
ITER計劃是當前世界上規模最大的國際科技合作項目,是人類探尋未來高效清潔能源的重要途徑。實現穩態長脈沖高約束等離子體運行是未來聚變堆亟待解決的關鍵科學問題。EAST具有ITER類似的先進技術,未來五年內將是國際上唯一有能力開展超過百秒時間尺度的長脈沖高約束聚變等離子體物理和工程技術研究的實驗平臺,為ITER預演穩態運行是EAST的重要使命。這次實驗的突破進一步提升了EAST在國際磁約束聚變實驗研究中的重要地位,其科學研究成果將為未來ITER長脈沖高約束運行提供重要的科學和實驗支持,更為我國下一代聚變裝置——中國聚變工程實驗堆(CFETR)的預研、建設、運行和人才培養奠定了基礎。