曙光HPC助力中國“人造太陽”實現百秒量級運行
|
|
圖：EAST首次獲得的百秒量級穩態高約束模等離子體
等離子體所坐落在安徽省合肥市西郊科學島，成立于1978年9月，主要從事高溫等離子體物理、磁約束核聚變工程技術及相關高技術研究和開發，以探索、開發、解決人類無限而清潔的新能源為最終目的。
等離子體所是中國熱核聚變研究的重要基地，在高溫等離子體物理實驗及核聚變工程技術研究處于國際先進水平，先后建成常規磁體托卡馬克HT-6B、HT-6M，我國第一個圓截面超導托卡馬克核聚變實驗裝置“合肥超環”（HT-7），世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環”（EAST）。EAST由實驗“Experimental”、先進“Advanced”、超導“Superconducting”、托卡馬克“Tokamak”四個單詞首字母拼寫而成，它的中文意思是“先進實驗超導托卡馬克”，同時具有“東方”的含意。EAST裝置是我國自行設計研制的國際首個全超導托卡馬克裝置。
EAST裝置的主機部分高11米，直徑8米，重400噸，由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統等六大部件組成。其實驗運行需要有大規模低溫氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型超導體測試、大型計算機控制和數據采集處理、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進診斷測量等系統支撐。學科涉及面廣，技術難度大，許多關鍵技術目前在國際上尚無經驗借鑒。特別是EAST運行需要超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫、超高真空等極限環境，從芯部上億度高溫到線圈中零下269度低溫，給裝置的設計、制造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。
EAST的建造具有十分重大的科學意義，它不僅是一個全超導托卡馬克，而且具有會改善等離子體約束狀況的大拉長非圓截面的等離子體位形。在EAST建成后的10-15年期間，能在裝置上對建造穩態先進的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究，并使中國在人類開發清潔而又無限的核聚變能的領域內做出自己應有的重大貢獻。