中美“人造太陽”實驗裝置聯合實驗獲成功

記者從中科院合肥物質科學研究院了解到，中國新一代“人造太陽”實驗裝置ＥＡＳＴ與美國通用原子能公司托卡馬克實驗裝置ＤＩＩＩ－Ｄ近日聯合實驗并獲得成功，實驗驗證了*依靠自舉電流和非感應驅動電流的托卡馬克高性能穩態運行的可行性。

此次實驗的主要目的是利用ＤＩＩＩ－Ｄ的離軸加熱與電流驅動能力模擬ＥＡＳＴ的實驗條件，實現高比壓、高自舉電流份額的*非感應電流高約束等離子體，并利用ＤＩＩＩ－Ｄ全面先進的物理診斷和分析工具進一步加深對相關物理問題的理解，為ＥＡＳＴ實現具有高參數的*穩態等離子體探索出一種先進的運行模式。

實現托卡馬克實驗裝置高性能穩態運行是熱核聚變實驗堆（ＩＴＥＲ）的目標之一。ＥＡＳＴ作為一個超導托卡馬克裝置，為ＩＴＥＲ預演穩態運行是其重要使命。ＥＡＳＴ下輪實驗加熱功率將升級到超過２０兆瓦，如何使用這些功率實現具有高參數的穩態等離子體，是目前面臨的一個關鍵課題。

通過與美國通用原子能公司此次合作，中科院等離子體所科研人員在ＤＩＩＩ－Ｄ上模擬了ＥＡＳＴ的實驗條件，成功實現了與ＥＡＳＴ等效旋轉扭矩注入，及相同電流爬升率條件下，具有內部輸運壘、高自舉電流份額、超寬電流分布等條件的*非感應電流高性能等離子體，從而驗證了*依靠自舉電流和非感應驅動電流的托卡馬克高性能穩態運行的可行性。

ＤＩＩＩＤ托卡馬克裝置是世界上運行、磁約束聚變和非圓截面等離子體物理研究水平的大型實驗裝置，直屬美國能源部。等離子體所專家介紹，未來等離子體所將加深與ＤＩＩＩ－Ｄ的合作，充分利用ＤＩＩＩ－Ｄ的理論和實驗基礎，建立若干穩定的聯合研究小組；在ＥＡＳＴ上進一步開展模擬未來高性能、近堆芯等離子體條件下非感應全波驅動及先進托卡馬克穩態運行的實驗研究。

美、法等國在２０世紀８０年代中期發起了耗資４６億歐元（當時市值）的熱核實驗反應堆（ＩＴＥＲ）計劃，旨在建立世界上*個受控熱核聚變實驗反應堆，為人類輸送巨大的清潔能量。這一過程與太陽產生能量的過程類似，因此受控熱核聚變實驗裝置也被俗稱為“人造太陽”。

中國是熱核聚變實驗堆（ＩＴＥＲ計劃）的參與國之一。ＥＡＳＴ是由中國獨立設計的世界*全超導核聚變實驗裝置，２００７年３月通過國家驗收，并在近年來取得了一系列實驗成果。其科學目標是為ＩＴＥＲ計劃和中國未來獨立設計建設運行核聚變堆奠定堅實的科學和技術基礎。