國內(nèi)首次緊湊環(huán)注入磁約束等離子體實驗成功 標志著我國成為世界上第四個掌握此關鍵技術的國家

記者22日從合肥綜合性國家科學中心了解到，該中心多途徑磁約束核聚變研究中心自主設計建造完成國內(nèi)首臺緊湊環(huán)注入裝備，并成功利用該裝備對磁約束等離子體裝置進行燃料注入，顯著提升了等離子體密度。這是首次在國內(nèi)磁約束聚變裝置利用緊湊環(huán)概念實現(xiàn)芯部加料，標志著我國成為世界上第四個掌握此關鍵技術的國家。

在未來聚變反應堆條件下，為提高聚變?nèi)紵剩仨殞⑷剂狭Ｗ又苯幼⑷敕磻研静繌姶艌黾s束的高溫等離子體中。現(xiàn)有的傳統(tǒng)加料方式，如彈丸和超聲分子束等，其受限于彈丸材質(zhì)及低速等因素，難以直接注入到芯部，新型聚變反應堆加料方式的探索勢在必行。

據(jù)緊湊環(huán)實驗負責人蘭濤副教授介紹，緊湊環(huán)注入技術具有壽命長、密度大和速度高的突出優(yōu)點，可為極強磁場大型托卡馬克(如ITER)芯部加料難題提供解決方案。另外還可以通過精確控制注入量和注入深度，實現(xiàn)調(diào)節(jié)等離子體密度與壓力剖面、優(yōu)化等離子體電流分布及改善約束的目標。

在本輪實驗中，緊湊環(huán)注入系統(tǒng)(KTX-CTI)被安裝至中國科學技術大學反場箍縮磁約束聚變實驗裝置(KTX)上，緊湊環(huán)等離子體以正入射方式注入。在KTX反場箍縮等離子體放電過程中，緊湊環(huán)高速注入后多道太赫茲干涉儀觀測到等離子體密度剖面顯著抬升，表明注入緊湊環(huán)等離子體已經(jīng)穿透強磁場實現(xiàn)與主等離子體的融合達到加料效果。實驗目前已經(jīng)實現(xiàn)了最高注入速度285千米/秒、等離子體最大密度1.2×1022/立方米、最大粒子數(shù)達7.1×1019，指標躋身國際前列。

(記者吳長鋒)