28日,記者從中核集團獲悉,我國新一代人造太陽“中國環流三號”首次實現原子核溫度與電子溫度均突破一億攝氏度,綜合參數大幅躍升,標誌著中國可控核聚變研究進入燃燒實驗階段,向工程化應用邁出重要一步。
作為我國自主研製的先進磁約束核聚變實驗裝置,“中國環流三號”在最新實驗中首次實現原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的參數水準。“我們的實驗實現了‘雙億度’,綜合參數也大幅躍升,標誌著我國的核聚變研究挺進燃燒實驗。”中核集團“中國環流三號”總設計師鐘武律介紹,此次實驗中,由團隊自主研發的加熱、控制與診斷等設備與系統首次投入運行,相關技術指標達到國際前列,創造了我國核聚變研究多項新紀錄。
本次實驗中,團隊自主研製的高功率微波迴旋管成功投入運行,最高注入功率達2.5兆瓦,助力電子溫度達到1.6億度;2套具有完全自主智慧財產權的高功率中性束注入加熱系統建成並投運,單條束線最大功率達7兆瓦,為提升原子核溫度發揮了關鍵作用;高壓電源多項核心技術取得突破,最高可實現120千伏直流輸出,總體技術水平達到國際先進。
團隊還首次提出並實現了提高芯部能量約束的新方法,成功抑制了制約原子核溫度提升的芯部磁流體不穩定性,攻克了電流剖面及密度剖面控制等技術難題,掌握了提升原子核溫度的運行策略,在國內首次實現原子核溫度超過1億度的可重複放電。
此外,團隊在聚變堆堆芯億度級溫度和等離子體密度精準測量、聚變裝置控制系統自主研發應用、核聚變國際標準制定等方面也取得系列突破,推動我國核聚變研究走在世界前列。下一步,科研團隊將對“中國環流三號”裝置進行能力升級,進一步獲得可控核聚變反應的核心關鍵數據。