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中国“人造太阳”又破世界纪录

运行时间实现1056秒

  2021年12月30日晚,托卡马克装置高温等离子体运行的世界最长时间纪录又被打破了!中国“人造太阳”EAST成功实现1056秒长脉冲高参数等离子体运行,打破了自己保持的411秒最长放电纪录,运行时间首次突破了四位数!

  1000+秒放电,激动人心

  2021年12月30日21时55分,EAST启动第106915次放电实验,这次放电的目标是获得大于1000秒的超长脉冲高温等离子体,预设放电长度是1057秒,一旦成功将是全新的世界纪录。随着60秒倒计时的结束,等离子体成功建立,低杂波电流驱动和电子回旋也随后稳定投入。

  22时14分,等离子体顺利软着陆,屏幕上的时长最终定格在了1056.66秒,1000+秒超长脉冲高温等离子体最长放电纪录由此诞生。

  本次实验是EAST首次突破千秒大关,想要成功获得1000秒超长脉冲高温等离子体,面临的科学问题非常多,其中最为突出的就是:完全非感应电流驱动、再循环与杂质控制、热与粒子排出等问题。

  超长脉冲等离子体运行依赖于射频波电流驱动。EAST以射频波加热方式为主,是目前国际上唯一具备与国际热核聚变实验堆(ITER)相同加热方式,最有能力在粒子平衡时间尺度上实现长脉冲高性能运行的装置。本次1056秒长脉冲等离子体获得,EAST低杂波电流驱动和电子回旋驱动均实现了完全跟随,提供重要保障。

  1000+秒背后,协同作战

  EAST作为一个大科学工程,是一项系统工程,1000秒超长脉冲高温等离子体突破的背后,是多个系统协同作战。

  其中,值得一提的是磁测量信号漂移问题的解决。准确的磁测量是等离子体平衡控制的基础,任何一个小的测量误差经过1000秒的累积都可能被放大,直至影响到等离子体的控制。本轮实验之初,EAST团队等离子体控制组、电磁测量组、实验运行组等就针对磁测量信号漂移问题开展相关测试和优化工作。经过多方探索和改进,工作组发展了拟合权重模型,实现对信号漂移的准确扣除,保证了长时间尺度下等离子体控制精度。

  1000+秒,三大科学目标已完成

  EAST是我国自主设计建成的世界首个具有非圆截面的全超导托卡马克实验装置,具有三大科学目标:1兆安等离子体电流、1亿度高温等离子体、1000秒运行时间。

  EAST装置,先后于2010年运行1兆安等离子体电流、2018年首次获得1亿度高温等离子体、2021年5月成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行、2021年末实现大于1000秒运行,三大科学目标已经分别独立完成。(科普中国)

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