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5千萬度等離子體放電

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST成功實現了電子溫度超過5千萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電。這是國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續時間最長的等離子體放電,展示了EAST作為超導裝置在較高參數下開展穩態實驗研究的特長和能力,這一里程碑性的成果標志著我國在穩態磁約束聚變研究方面繼續走在國際前列。

超高溫長脈沖等離子體放電是未來聚變堆的基本運行模式。目前,國際上大部分磁約束聚變實驗裝置為常規非超導托卡馬克,且偏濾器位形等離子體持續時間基本都在20秒以下,只有歐盟和日本科學家曾獲得最長為60秒的高參數偏濾器等離子體。EAST既定科學目標是實現1億度1000秒的等離子體運行,但實現該科學目標目前仍面臨著眾多科學和技術(物理和工程)的挑戰。本輪實驗以來,EAST團隊的工程技術人員和科學家們解決了一系列關鍵科學和工程技術問題:長脈沖等離子體磁位形的精確控制、全超導磁體安全運行技術、穩態有效的等離子體加熱與電流驅動、長時間的等離子體與壁強烈相互作用下粒子和熱排出、實時的高時空分辨的先進物理診斷等。通過集成創新和開展全面的實驗研究,利用低雜波與電子回旋波協同加熱和電流驅動,在中性束共同加熱下,EAST成功實現了102秒、等離子體電流0.4MA、芯部電子溫度超過5千萬度、中心電子密度2.4x1019m-3的高溫等離子體放電。

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