科幻大片《流浪地球》的片段让人记忆犹新,太阳能量将耗尽,之后变成一颗膨胀的红巨星,地球将被吞没,地球人类不得不启动“流浪地球”计划,建造万座核聚变行星发动机,将地球推离轨道。
地球带着人类启动了漫长的星际之旅,前往另一个可居住的恒星系,由于星际空间过于寒冷,地球大气在大量流失,人类不得不居住在温暖的地下。
如果这事要是摊到现实世界,或许就不用流浪地球了,“中国太阳”爆发了403秒,如果按当前速度发展下去,人造太阳不是梦,即便太阳真的熄灭了,我们也不怕了。可能跟我们想象中的不一样,“中国太阳”在一个名为全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)内密封的状态中进行,EAST容器提高温度和压力,让聚变材料发生反应,产生强大能量。
自全超导托卡马克核聚变实验装置建立以来,中国科学家对它进行了122254次实验,多次获得重大突破,2021年5月,EAST内的“中国太阳”产生了1.6亿℃,持续了101秒,这是一次重大突破。
4月12日21时,正在运行的世界首个全超导托卡马克EAST装置(简称:EAST装置)获重大成果,实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。
EAST是我国自行设计研制的世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克”核聚变实验装置,它的成功建设和运行是中国可控核聚变研究的里程碑式突破。EAST原名“HT-7U全超导非圆截面托卡马克装置”,为使国内外专家易于发音、便于记忆同时又有确切的科学含义,项目的名称在2003年10月正式由HT-7U改为EAST。它由四个单词的首字母拼写而成——实验“Experimental”、先进“Advanced”、超导“Superconducting”、托卡马克“Tokamak”,它的中文意思是“先进实验超导托卡马克”,同时具有“东方”的含意。中文名称为“东方超环”。
EAST的成功建造和运行为中国磁约束核聚变研究的下一步计划奠定坚实的物理、工程技术和人才队伍的坚实基础。
核聚变能源具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点,是人类未来最主要的清洁能源之一。位于中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的EAST装置,素有“人造太阳”之称,其拥有类似太阳核聚变反应机制,是目前探索“终极能源”的利器。
EAST大科学团队解决了长时间尺度下的等离子体位形约束、高功率射频波加热与电流驱动、等离子体与壁相互作用、关键分布参数的实时诊断等系列前沿物理和技术集成问题,实现了403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。
据介绍,EAST装置物理实验取得的系列重大突破,完全验证了全超导托卡马克EAST装置高参数长脉冲稳态运行的能力,进一步验证了未来聚变实验堆高约束模式稳态运行的可行性。同时,也对探索未来聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变能应用具有重要意义。
近年来,EAST装置性能不断提升,装置运行区间不断扩展,取得了多项国际托卡马克运行的重大标志性成果。EAST装置取得的系列重大创新成果,为国际热核聚变实验堆ITER运行和中国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。
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