全超导托卡马克核聚变实验装置

✍ dations ◷ 2025-12-03 13:35:07 #自2009年1月带有失效链接的条目,中国科学院重大科技基础设施,中国科学院,核反应堆,原子核物理学,中国核技术,中国科学院等离子体物理研究所,安徽科技,合肥建筑

先进实验超导托卡马克实验装置(英语:Experimental Advanced Superconducting Tokamak,缩写:EAST),原名HT-7U,又被称为“人造太阳”、东方超环,是中国科学院等离子体物理研究所在中国安徽省省会合肥市建设的世界第一个全超导磁体托卡马克核聚变反应试验性装置,属于中国国家“九五”重大科学工程。

2006年9月28日,该装置首次成功放电。2007年二月的实验中,EAST产生了持续了近3秒的200千安培的等离子放电。2016年1月28日,更实现电子温度超过5千万度、持续时间达102秒的长脉冲等离子体放电,为目前世界最长。2020年4月,等离子体中心电子温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。终极目标为1亿度与1000秒。欲达此目标,仍需克服很多科学与技术问题。

该反应堆是在被称作HT-7的中国首个超导托卡马克装置基础上的技术改进,并由中国于2003年开始建造。HT-7由中国等离子体物理研究所于20世纪90年代初与俄罗斯合作研发。

由于中国是国际热核聚变实验反应堆(ITER)的成员,更是希望先进实验超导托卡马克实验装置进一步发展而获得新的动力。

中国是国际热核聚变实验反应堆(ITER)联盟的成员之一,并且先进超导托卡马克实验装置(EAST)将是拟议的ITER项目技术的一个测试平台。

建成一个具有非圆小截面全超导托卡马克。在其上实现高参数、长脉冲和稳态运行;在以上条件下开发先进运行模式,并进行热流平衡和粒子流平衡控制的实验研究。

EAST将测试:

EAST将使中国核聚变研究计入国际先进水平,为未来先进核聚变反应堆的工程技术核物理基础、为人类能在21世纪后半叶实际使用聚变能做出贡献。

EAST是中国核聚变研究的一个重要里程碑,并将为未来的国际热核聚变实验反应堆(ITER)提供技术试验温床。

根据设计,EAST项目的主要技术特点和指标是:16个大型“D”字形超导纵场磁体将产生纵场强度(BT)3.5特斯拉;12个大型极向场超导磁体可以提供磁通量变化量ΔФ≥10伏特/秒。通过这些极向场超导磁体,EAST能产生超过100万安培的等离子体电流、持续达1000秒、在高功率加热下温度将超过一亿摄氏度。

EAST实验装置的主机部分高达11米,直径达8米,重约400吨。它们主要由超高真空室、纵场系统、极向场系统、内外冷屏、外真空杜瓦及支撑系统等六大部件组成。

另外,EAST的实验运行需要大型超高真空、大型超导体测试、大规模低温液氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型计算机控制和数据采集处理、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热以及多种先进诊断测量等系统支持。

中国为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行,深入探索实现聚变发电的物理及工程问题,中科院等离子体物理研究所在成功建设中国首个超导托卡马克HT-7的基础上,提出了“HT-7U全超导非圆截面托卡马克装置建设”计划。为使研究人员等便于记忆、易于发音同时又明确其科学含义,该项目的名称在2003年10月正式由HT-7U改为“EAST”。

该装置计划于1996年被提出,根据2003年的进度表,主要建筑物与设施于2003年开始建造,2003年至2005年组装托卡马克。主机和分系统的研制安装工作于2005年底基本完成,2006年2月1日到3月17日进行首次工程调试。调试中,最受关注的低温调试和磁体通电测试均获得圆满的成功。该装置至今投资约3亿人民币。

2006年9月28日,该装置首次成功放电。这是全球首个投入运行的全超导非圆截面核聚变实验装置,2007年二月的实验中,EAST产生了持续了近3秒的200千安培的等离子放电。

2016年1月28日凌晨零点26分,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成功实现了电子温度超过5千万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电,这是国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。目前,EAST已成为国际上稳态磁约束聚变研究的重要实验平台,其研究成果将为未来国际热核聚变实验反应堆(ITER)实现稳态高约束放电提供科学和工程实验支持。

2016年11月2日消息,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST在第11轮物理实验中再获重大突破,获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电。EAST因此成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到分钟量级的托卡马克核聚变实验装置。

2017年7月3日夜晚,实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为了世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。这一里程碑性的重要突破,表明中国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面,将继续引领国际前沿,对于国际热核聚变实验反应堆(ITER)和未来的中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大的科学意义。

2018年11月12日,该装置首次实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦,等离子体中心电子温度首次达到1亿度,获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件。

相关

  • 地拉那地拉那(阿尔巴尼亚语:Tiranë),阿尔巴尼亚的首都和第一大城市,整个地拉那位于阿尔巴尼亚中部达埃蒂山和埃尔曾河西侧的内陆盆地,阿尔巴尼亚著名的拉纳河流经地拉那市中心地带。而
  • 生物恐怖主义生物恐怖主义是恐怖主义涉及有意释放或传播的生物制剂(细菌、病毒或毒素)。这可能会对自然或人类有害。根据美国疾病控制与预防中心: .mw-parser-output .templatequote{margi
  • 爪哇爪哇岛(印尼语:Jawa;爪哇字母:ꦗꦮ;巽他语:ᮏᮝ;英语:Java)又称为渣华,位于印度尼西亚,南临印度洋,北面爪哇海。爪哇岛是印尼的一个大岛,全岛面积138,800平方公里,面积与英格兰,美国北卡罗
  • 母婴同室母婴同室(Rooming-in)在医院中针对产妇及婴儿的照顾方式,特点是会让婴儿的婴儿床和产妇同一病房,放在产妇的病床旁边。母婴同室是以家庭为中心的照顾方式,是婴儿与母亲为同组个体
  • 性犯罪性犯罪是指未经双方同意违反自由意愿的性行为及有关的犯罪行为,通常性犯罪会伴随暴力行为发生,常见的性犯罪有强迫性行为、性骚扰、猥亵及拐卖人口。短语“最低合法性交年龄”
  • 甬江甬江,古称大浃江,是中国浙江省宁波市境内的一条入海河流,浙江省八大水系之一,被誉为宁波的“母亲河”。甬江得名于奉化江上形似覆钟的甬山,这一名称也同时成为宁波市的简称。通常
  • 中国社会科学出版社中国社会科学出版社是中华人民共和国的一家出版社,成立于1978年6月14日,由中国社会科学院创办并主管,社址位于北京市。
  • 安妮·克鲁格安妮·奥斯本·克鲁格(Anne Osborn Krueger,1934年2月12日-),美国经济学家。1982年至1986年任世界银行首席经济学家,2001年至2006年任国际货币基金组织(IMF)代理总裁。2007年至今任
  • 太阳城 (著作)《太阳城》(意大利语:La città del Sole; 拉丁语:Civitas Solis)是意大利道明会修士、哲学家托马索·康帕内拉的一部哲学著作,在早期乌托邦思想中有重要地位。该著作最初于1602
  • 十五烷在化学中,十五烷是一种有机化合物,由十五个碳构成的饱和碳链,由于其只由碳和氢组成,因此也是烷烃的一种,其化学式为C15H32。它有4,347个同分异构体。