去年以來(lái)，位于合肥“科學(xué)島”、有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST兩次創(chuàng)造世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國(guó)際前沿。

2021年5月28日，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST開(kāi)展第16輪物理實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。本次物理實(shí)驗(yàn)成果是EAST裝置首次在國(guó)際上采用全金屬主動(dòng)水冷第一壁、高性能鎢偏濾器、穩(wěn)態(tài)高功率波加熱、等離子體位形精密控制等一系列未來(lái)聚變堆必須采用的關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。

2021年12月30日夜，EAST全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置再次創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，是目前世界上托卡馬克裝置實(shí)現(xiàn)的最長(zhǎng)時(shí)間高溫等離子體運(yùn)行，也是繼EAST裝置實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行以來(lái)，取得的又一重大突破，標(biāo)志著我國(guó)在長(zhǎng)脈沖高參數(shù)磁約束聚變領(lǐng)域引領(lǐng)國(guó)際前沿。

“這次是把近7000萬(wàn)攝氏度等離子體維持了1000秒。我們經(jīng)歷了將近3個(gè)月，對(duì)加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等進(jìn)行了升級(jí)改造。所有的結(jié)果都在我們的預(yù)料之中，也在我們的計(jì)劃之中。”面對(duì)全新的世界紀(jì)錄，EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)總負(fù)責(zé)人龔先祖欣喜地告訴記者，這是等離子所4代科研人員共同努力的結(jié)果。

核聚變能具有資源豐富、無(wú)碳排放和清潔安全等突出優(yōu)點(diǎn)，是人類未來(lái)理想的清潔能源之一。實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)上億攝氏度點(diǎn)火和等離子體穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間約束控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)上億攝氏度等離子體長(zhǎng)時(shí)間維持尤為困難，這需要將上億攝氏度等離子體與零下269攝氏度超導(dǎo)磁體、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用、動(dòng)態(tài)精密控制等多項(xiàng)極端條件同時(shí)高度集成和有機(jī)結(jié)合，難度和挑戰(zhàn)非常大，此前國(guó)際上超過(guò)1億攝氏度的等離子體運(yùn)行最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為20秒。EAST裝置上的系列創(chuàng)新研究成果和技術(shù)積累，為我國(guó)自主建造聚變工程實(shí)驗(yàn)堆提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。(記者 汪永安)