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我国科学家找到可控核聚变高性能稳态运行模式

2019-07-19 20:16:00 IT之家 奇点/实习 编辑:草根 浏览数:32草根网

IT之家7月3日消息 近日,中科院离子体物理研究所EAST超导托卡马克团队在前期工作基础上,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。研究成果日前在线发表在国际物理...

IT之家7月3日消息 近日,中科院离子体物理研究所EAST超导托卡马克团队在前期工作基础上,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。研究成果日前在线发表在国际物理期刊《物理评论快报》上。

在托卡马克核聚变实验装置中,高?#38469;?#31561;离子体的边界区域会周期性地爆发出一种称为边界局域模(ELM)的不稳定性。大幅度ELM类似太阳耀斑爆发,造成等离子体能量和粒子的瞬间释放,喷射出强大的热脉冲,侵蚀装置的内壁,甚至导致材?#31995;?#29076;化,并产生大量杂质粒子污染聚变?#30740;?#37096;等离子体,制约聚变堆长时间稳态运行。

在未来聚变堆上,需要将ELM带来的瞬态热负荷降低至少20倍,这是国际热核聚变实验堆ITER面临的一个严峻挑战,探索无ELM或具?#34892;?#24133;度ELM的高?#38469;?#36816;行模式及其物理机制,是磁?#38469;?#32858;变研究的一个重大科学前沿问题。Grassy ELM是一种特殊的自发高频小幅度ELM,它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELM的1/20,但其机理和获得条件不清楚,国际一些主流托卡马克上一直难以稳定地获得这种运行模式。在未来聚变堆上,能否稳定可靠地获得这种运行模式,是国际聚变界亟待回答的问题。

据悉,我国正在开展1GW聚变功率的聚变工程实验堆CFETR的集成工程设计,这种运行模式的等离子体部分归一化?#38382;?#19982;CFETR的设计?#38382;?#25509;近,为应用于未来ITER和CFETR高性能稳态运行模式奠定了物理基础。

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