8月25日下午，中核集團發(fā)布官方消息稱(chēng)，新一代人造太陽(yáng)“中國環(huán)流三號”取得重大科研進(jìn)展，首次實(shí)現100萬(wàn)安培等離子體電流下的高約束模式運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀錄，突破了等離子體大電流高約束模式運行控制、高功率加熱系統注入耦合、先進(jìn)偏濾器位形控制等關(guān)鍵技術(shù)難題，標志著(zhù)我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。

磁約束聚變穩態(tài)運行可實(shí)現能量穩態(tài)輸出

萬(wàn)物生長(cháng)靠太陽(yáng)。太陽(yáng)之所以發(fā)光發(fā)熱，是因為內部的核聚變反應。實(shí)現核聚變的原材料在地球上極豐富，如果能造一個(gè)“太陽(yáng)”發(fā)電，人類(lèi)有望實(shí)現能源自由。而人造太陽(yáng)擁有類(lèi)似太陽(yáng)的運行機制，可利用核聚變反應產(chǎn)生巨大的能量。

可控核聚變具有資源豐富、環(huán)境友好、固有安全等突出優(yōu)勢，是目前認識到的能夠最終解決人類(lèi)能源問(wèn)題的重要途徑之一。

“中國環(huán)流三號”由中核集團核工業(yè)西南物理研究院自主設計、建造。中核集團核工業(yè)西南物理研究院副研究員肖國梁介紹說(shuō)，可控核聚變以約束方式分類(lèi)主要有3種，分別為以太陽(yáng)為例的引力約束聚變、以激光聚變?yōu)榇淼膽T性約束聚變、以托卡馬克裝置為代表的磁約束聚變。

磁約束聚變是一種利用磁場(chǎng)，將聚變燃料中的等離子體約束在空間中的技術(shù)。托卡馬克裝置是進(jìn)行可控核聚變研究的主流裝置，其利用強磁場(chǎng)把上億攝氏度的等離子體長(cháng)時(shí)間控制在真空容器里，并使聚變反應穩定持續地進(jìn)行。

“磁約束核聚變中的高約束模式（H模）是一種典型的先進(jìn)運行模式，被選為正在建造的國際熱核聚變試驗堆（ITER）的標準運行模式?！毙赫f(shuō)，這種方式未來(lái)能通過(guò)穩態(tài)運行實(shí)現穩定的能量輸出，也是目前最有望率先實(shí)現聚變能利用的途徑。

人造太陽(yáng)實(shí)現超大電流高約束運行

衡量核聚變裝置及核聚變研究水平有3個(gè)參數：燃料的離子溫度、等離子體密度和能量約束時(shí)間，只有3個(gè)參數的乘積超過(guò)特定數值，才能夠實(shí)現真正的核聚變。未來(lái)聚變堆裝置通常都在100萬(wàn)安培以上穩定運行，以實(shí)現更高的聚變參數，并輸出能量。

為實(shí)現聚變能源利用，需要提升等離子體綜合參數至聚變點(diǎn)火條件，即實(shí)現實(shí)驗輸出能量超過(guò)輸入能量。肖國梁介紹說(shuō)，相較于普通運行模式，磁約束核聚變中的高約束模式（H模）可使等離子體綜合參數提升數倍，有效提高等離子體整體約束性能。

“100萬(wàn)安培等離子體電流高約束運行，可以理解為高約束模式能夠更好地將100萬(wàn)安培電流的等離子體抓住在磁場(chǎng)中進(jìn)行反應，從而獲得更高的聚變等離子體參數?！毙航榻B說(shuō)，這是一個(gè)聚變裝置綜合能力的體現，包括等離子體位形控制能力、高功率加熱能力、裝置壁處理技術(shù)，裝置加料技術(shù)，不穩定性控制技術(shù)，以及先進(jìn)診斷測量技術(shù)等眾多技術(shù)攻關(guān)的成果。

據了解，核聚變能商用時(shí)間預計在本世紀中葉。肖國梁介紹說(shuō)，“中國環(huán)流三號”團隊將進(jìn)一步發(fā)展高功率加熱和電流驅動(dòng)、等離子體先進(jìn)運行控制等核心技術(shù)，實(shí)現堆芯級等離子體運行，加速聚變能開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

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