中美可控核聚變實驗裝置首次聯合實驗獲成功

孤寂如雲

DIII-D托卡馬克反應堆（圖片來源：IEEE）

據中科院合肥物質科學研究院消息，中國新一代“人造太陽”實驗裝置EAST與美國通用原子能公司托卡馬克實驗裝置DIII-D近日首次聯合實驗並獲得成功，實驗驗證了完全依靠自舉電流和非感應驅動電流的托卡馬克高性能穩態運行的可行性。

據介紹，此次實驗的主要目的是利用DIII-D的離軸加熱與電流驅動能力模擬EAST的實驗條件，實現高比壓、高自舉電流份額的完全非感應電流高約束等離子體，並利用DIII-D全面先進的物理診斷和分析工具進一步加深對相關物理問題的理解，為EAST實現具有高參數的完全穩態等離子體探索出一種先進的運行模式。

EAST反應堆（圖片來源：中國科學院）

實現托卡馬克實驗裝置高性能穩態運行是國際熱核聚變實驗堆（ITER）的目標之一。EAST作為一個超導托卡馬克裝置，為ITER預演穩態運行是其重要使命。EAST下輪實驗加熱功率將升級到超過20兆瓦，如何使用這些功率實現具有高參數的穩態等離子體，是目前面臨的一個關鍵課題。

通過與美國通用原子能公司此次合作，中科院等離子體所科研人員在DIII-D上模擬了EAST的實驗條件，成功實現了與EAST等效旋轉扭矩注入，及相同電流爬升率條件下，具有內部輸運壘、高自舉電流份額、超寬電流分布等條件的完全非感應電流高性能等離子體，從而驗證了完全依靠自舉電流和非感應驅動電流的托卡馬克高性能穩態運行的可行性。

中國是國際熱核聚變實驗堆（ITER計劃）的參與國之一。EAST是由中國獨立設計制造的世界首個全超導核聚變實驗裝置，2007年3月通過國家驗收，並在近年來取得了一系列實驗成果。其科學目標是為ITER計劃和中國未來獨立設計建設運行核聚變堆奠定堅實的科學和技術基礎。

科技日報