歷經12萬次實驗 中國「人造太陽」穩定運行403秒 創世界新記錄

撰文:鄭寧
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據《新華社》報道,經過122254次實驗,昨日(12日)晚間9時,有「人造太陽」之稱的中國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak:EAST)創造了新的世界記錄,成功實現態高約束模式等離子體運行403秒,對探索未來的聚變堆前沿物理問題,提升核聚變能源經濟性、可行性,加快實現聚變發電具有重要意義。

地球萬物生長靠太陽,而太陽能夠發光發熱則因內部核聚變反應。地球上的核聚變能源十分豐富,且排放無污染。若能通過造一個「太陽」來發電,那麼人類將有望實現「能源自由」。

但要造出能實用的「人造太陽」,需要上億攝氏度的等離子體、超過千秒的連續運行時間和1兆安的等離子體電流,挑戰極大。為此,全球科學家們已努力70多年。中國EAST作為國家重大科技基礎設施,擁有太陽的核聚變反應機制,因此被稱為「人造太陽」。

4月12日晚,當EAST控制大廳屏幕上的數字顯示「Shot:122254」,EAST成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒,刷新2017年的101秒世界紀錄。經過中國科學家十幾年的聚力攻關,歷經十二萬多次的實驗,新紀錄的刷新成功讓實驗現場一片歡騰。

「這次突破的主要意義在於『高約束模式』。」中科院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋雲濤說,高約束模式下粒子的溫度、密度都大幅度提升,「這為提升未來聚變電站的發電效率,降低成本奠定了堅實物理基礎。」

據悉,EAST是中國科學院等離子體物理研究所在中國安徽合肥建設的世界第一個全超導磁體托卡馬克和巨變反應試驗性裝置。EAST裝置上有核心技術200多項、專利2000餘項,匯聚「超高溫」「超低溫」「超高真空」「超強磁場」「超大電流」等尖端技術於一爐,共有上百萬個零部件協同工作。這次成功突破,離不開等離子體控制、加熱、壁處理、先進診斷等技術提升和內真空室改善。

目前,下一代「人造太陽」中國聚變工程實驗堆已完成工程設計,未來以建設世界首個聚變示範堆為目標。