403秒!中國“人造太陽”獲重大突破

第122254次實驗!4月12日21時，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒，對探索未來的聚變堆前沿物理問題，提升核聚變能源經(jīng)濟(jì)性、可行性，加快實現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。

“一團(tuán)耀眼的白光從山脈盡頭升起……”在科幻小說《三體》中，太空飛船核聚變發(fā)動機(jī)發(fā)出的光芒如同太陽。利用核聚變等技術(shù)，人類走出地球家園，成為真正的太空文明。

萬物生長靠太陽。太陽之所以能發(fā)光發(fā)熱，是因為內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。核聚變能源的原材料在地球上極其豐富，且排放無污染，如果能造一個“太陽”來發(fā)電，人類有望實現(xiàn)能源自由。

但要造出能實用的“人造太陽”，需要上億攝氏度的等離子體、超過千秒的連續(xù)運行時間和1兆安的等離子體電流，挑戰(zhàn)極大。為此，全球科學(xué)家們已努力70多年。

形如“巨爐”，一腔“熱火”胸中涌。EAST作為國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，擁有類似太陽的核聚變反應(yīng)機(jī)制。

4月12日晚，經(jīng)過十幾年聚力攻關(guān)，EAST成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒，刷新2017年的101秒世界紀(jì)錄，實驗現(xiàn)場一片歡騰。

“Shot:122254。”EAST控制大廳屏幕上的數(shù)字顯示，這是歷經(jīng)十二萬多次實驗取得的成功。

“這次突破的主要意義在于‘高約束模式’。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說，高約束模式下粒子的溫度、密度都大幅度提升，“這為提升未來聚變電站的發(fā)電效率，降低成本奠定了堅實物理基礎(chǔ)。”

據(jù)悉，EAST裝置上有核心技術(shù)200多項、專利2000余項，匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場”“超大電流”等尖端技術(shù)于一爐，共有上百萬個零部件協(xié)同工作。這次成功突破，離不開等離子體控制、加熱、壁處理、先進(jìn)診斷等技術(shù)提升和內(nèi)真空室改善。

目前，下一代“人造太陽”中國聚變工程實驗堆已完成工程設(shè)計，未來瞄準(zhǔn)建設(shè)世界首個聚變示范堆。