升级改造后的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST。 中科院合肥研究院等离子体所供图
5月28日，中国科学院合肥物质科学研究院全超导托卡马克核聚变实验装置EAST（东方超环）实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造了托卡马克实验装置运行新的世界纪录。
被誉为“人造太阳”的EAST装置，是由国家发改委批准立项的“九五”国家重大科技基础设施。去年6月，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所启动EAST装置的升级改造，全面提升了该装置性能，并在物理实验中攻克稳态高功率加热、完全非感应的高电流驱动、高精度等离子体实时控制、高热负荷等离子体与壁材料相互作用等系列技术难题。1.2亿摄氏度101秒等离子体运行的实现，将去年EAST装置物理实验实现的1亿摄氏度20秒的世界纪录提高了5倍，表明EAST装置综合研究能力获得重大突破，标志着我国在稳态高参数磁约束聚变研究领域引领国际前沿。
核聚变能具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来理想的清洁能源之一，可为实现碳中和作出重要贡献。实现核聚变发电的难点是如何实现上亿摄氏度点火和等离子体稳定长时间约束控制，同时，实现上亿摄氏度等离子体长时间维持尤为困难，这需要将上亿摄氏度等离子体与零下269摄氏度超导磁体、高热负荷等离子体与壁材料相互作用、动态精密控制等多项极端条件同时高度集成和有机结合。
本次物理实验成果是EAST装置首次在国际上进行全金属主动水冷第一壁、高性能钨偏滤器、稳态高功率波加热、等离子体位形精密控制等一系列未来聚变堆必须采用的关键技术的验证。这些关键技术是我国聚变科学家和工程师近年来自主发展的聚变工程核心技术。
上亿摄氏度高温等离子体条件下连续稳态运行，是未来聚变发电的必要条件。目前，EAST装置是国际上唯一具备与国际热核聚变实验堆（ITER）类似加热方式和偏滤器结构的磁约束核聚变实验装置，是唯一能在百秒量级条件下全面演示和验证ITER未来400秒科学研究的实验装置。EAST装置上的系列创新研究成果和技术积累，也为我国自主建造聚变工程实验堆提供了坚实的科学技术基础。 （桂运安）
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