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圖:EAST首次獲得的百秒量級(jí)穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體
等離子體所坐落在安徽省合肥市西郊科學(xué)島,成立于1978年9月,主要從事高溫等離子體物理、磁約束核聚變工程技術(shù)及相關(guān)高技術(shù)研究和開(kāi)發(fā),以探索、開(kāi)發(fā)、解決人類(lèi)無(wú)限而清潔的新能源為最終目的。
等離子體所是中國(guó)熱核聚變研究的重要基地,在高溫等離子體物理實(shí)驗(yàn)及核聚變工程技術(shù)研究處于國(guó)際先進(jìn)水平,先后建成常規(guī)磁體托卡馬克HT-6B、HT-6M,我國(guó)第一個(gè)圓截面超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“合肥超環(huán)”(HT-7),世界上第一個(gè)非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”(EAST)。EAST由實(shí)驗(yàn)“Experimental”、先進(jìn)“Advanced”、超導(dǎo)“Superconducting”、托卡馬克“Tokamak”四個(gè)單詞首字母拼寫(xiě)而成,它的中文意思是“先進(jìn)實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克”,同時(shí)具有“東方”的含意。EAST裝置是我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的國(guó)際首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置。
EAST裝置的主機(jī)部分高11米,直徑8米,重400噸,由超高真空室、縱場(chǎng)線(xiàn)圈、極向場(chǎng)線(xiàn)圈、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統(tǒng)等六大部件組成。其實(shí)驗(yàn)運(yùn)行需要有大規(guī)模低溫氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型超導(dǎo)體測(cè)試、大型計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集處理、兆瓦級(jí)低雜波電流驅(qū)動(dòng)和射頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進(jìn)診斷測(cè)量等系統(tǒng)支撐。學(xué)科涉及面廣,技術(shù)難度大,許多關(guān)鍵技術(shù)目前在國(guó)際上尚無(wú)經(jīng)驗(yàn)借鑒。特別是EAST運(yùn)行需要超大電流、超強(qiáng)磁場(chǎng)、超高溫、超低溫、超高真空等極限環(huán)境,從芯部上億度高溫到線(xiàn)圈中零下269度低溫,給裝置的設(shè)計(jì)、制造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。
EAST的建造具有十分重大的科學(xué)意義,它不僅是一個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克,而且具有會(huì)改善等離子體約束狀況的大拉長(zhǎng)非圓截面的等離子體位形。在EAST建成后的10-15年期間,能在裝置上對(duì)建造穩(wěn)態(tài)先進(jìn)的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問(wèn)題開(kāi)展探索性的實(shí)驗(yàn)研究,并使中國(guó)在人類(lèi)開(kāi)發(fā)清潔而又無(wú)限的核聚變能的領(lǐng)域內(nèi)做出自己應(yīng)有的重大貢獻(xiàn)。