中美“人造太阳”实验装置联合实验获成功
2013年09月05日
作者：蔡敏
来源：新华网
中美“人造太阳”实验装置联合实验获成功
记者从中科院合肥物质科学研究院了解到，中国新一代“人造太阳”实验装置ＥＡＳＴ与美国通用原子能公司托卡马克实验装置ＤＩＩＩ－Ｄ近日首次联合实验并获得成功，实验验证了完全依靠自举电流和非感应驱动电流的托卡马克高性能稳态运行的可行性。
此次实验的主要目的是利用ＤＩＩＩ－Ｄ的离轴加热与电流驱动能力模拟ＥＡＳＴ的实验条件，实现高比压、高自举电流份额的完全非感应电流高约束等离子体，并利用ＤＩＩＩ－Ｄ全面先进的物理诊断和分析工具进一步加深对相关物理问题的理解，为ＥＡＳＴ实现具有高参数的完全稳态等离子体探索出一种先进的运行模式。
实现托卡马克实验装置高性能稳态运行是国际热核聚变实验堆（ＩＴＥＲ）的目标之一。ＥＡＳＴ作为一个超导托卡马克装置，为ＩＴＥＲ预演稳态运行是其重要使命。ＥＡＳＴ下轮实验加热功率将升级到超过２０兆瓦，如何使用这些功率实现具有高参数的稳态等离子体，是目前面临的一个关键课题。
通过与美国通用原子能公司此次合作，中科院等离子体所科研人员在ＤＩＩＩ－Ｄ上模拟了ＥＡＳＴ的实验条件，成功实现了与ＥＡＳＴ等效旋转扭矩注入，及相同电流爬升率条件下，具有内部输运垒、高自举电流份额、超宽电流分布等条件的完全非感应电流高性能等离子体，从而验证了完全依靠自举电流和非感应驱动电流的托卡马克高性能稳态运行的可行性。
ＤＩＩＩＤ托卡马克装置是世界上运行最理想、磁约束聚变和非圆截面等离子体物理研究水平领先的大型实验装置，直属美国能源部。等离子体所专家介绍，未来等离子体所将加深与ＤＩＩＩ－Ｄ的国际合作，充分利用ＤＩＩＩ－Ｄ的理论和实验基础，建立若干稳定的联合研究小组；在ＥＡＳＴ上进一步开展模拟未来高性能、近堆芯等离子体条件下高效非感应全波驱动及先进托卡马克稳态运行的实验研究。
美、法等国在２０世纪８０年代中期发起了耗资４６亿欧元（当时市值）的国际热核实验反应堆（ＩＴＥＲ）计划，旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆，为人类输送巨大的清洁能量。这一过程与太阳产生能量的过程类似，因此受控热核聚变实验装置也被俗称为“人造太阳”。
中国是国际热核聚变实验堆（ＩＴＥＲ计划）的参与国之一。ＥＡＳＴ是由中国独立设计制造的世界首个全超导核聚变实验装置，２００７年３月通过国家验收，并在近年来取得了一系列实验成果。其科学目标是为ＩＴＥＲ计划和中国未来独立设计建设运行核聚变堆奠定坚实的科学和技术基础。
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