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【科技日报】电子温度1亿度中国人造太阳内力惊

发布人: 澳门永利集团888贵宾厅网址 来源: 澳门永利集团888贵宾厅官网 发布时间: 2020-09-03 20:56

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和做出了不可替代的重要贡献。更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  “等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度。”短短一句线日,中科院等离子体物理研究所发布消息,EAST核聚变装置在2018年实验中又有突破。

  核聚变就像氢弹爆炸或太阳内部反应,温度超高,一般容器没法盛放。被寄予最大希望的核聚变实验方案叫“托卡马克”——用超强的约束高温的核燃料。EAST又称东方超环,是中国研制的世界第一个非圆截面全超导托卡马克。它的外形像一个甜甜圈,它使用超导体,以最小的能耗获取最强的。

  EAST近年来一直走在国际竞争最前列,在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面成绩傲人。比如去年EAST创造了“101.2秒高约束模等离子体运行”的稳定时间世界纪录,就引起热议。

  “描述等离子体的参数很多,比如稳态运行时间、密度、电子温度、离子温度等等,都很重要,我们希望所有的参数同时提高。”中科院等离子体物理研究所所长万宝年告诉科技日报记者,“这次大家关注的‘1亿度’是电子温度。喜欢简化成‘等离子体温度1亿度’,实际上除了电子温度还要看离子温度。”

  氘和氚发生聚变需极高温度(氢弹用起爆来点燃)。高温下,物质离散成较轻的电子和较重的原子核-离子(这也是它能被约束的原因)。万宝年说,电子和离子的温度有差异,要用不同技术分别加热,用不同技术分别测量。

  “EAST就好比一个炉子,要让它的内部足够热。一要提高加热效率,二要让热量更慢跑出去。”万宝年说,“炉子越大,越容易提升核心温度。EAST比较小,实现电子温度1亿度比较难;将来ITER(国际热核聚变反应堆)用同样的办法实现2亿度,就容易多了。”

  万宝年说:“实验在8月份就已经完成,但当时没有立即发布,因为确保数据准确需要重新校核所有的测量设备和大量计算。一个手段测量出来的数据,需要用其他手段的测量来验证,并且多种手段的测量结果经过物理计算要自洽。”

  “得到实验结果时,我并没有太激动,因为这是预料之中的。”万宝年说,“这次的实验是我们长期计划中一个点上的阶段性。我们更加关注的等离子体综合指标的提升,这个科学价值更高,对未来聚变堆的借鉴意义也更大,但因为太专业,大家对此不是太关注。”

  值得注意的是,今年实验中,EAST蕴含的能量创了纪录,它通过优化稳态射频波等多种加热、电流驱动技术在数条件下的耦合,以及先进等离子体控制技术,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦。

  相关研究是10月下旬在印度举办的第27届国际聚变能大会上公布的,国际同行给予高度评价。11月12日消息在国内发布后被广为转发。

  EAST此次实验的“射频波加热、低动量注入、钨偏滤器”等技术的组合,将为ITER和正在设计中的中国聚变工程实验堆CFETR提供重要的实验依据与科学支持。

  “等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度。”短短一句线日,中科院等离子体物理研究所发布消息,EAST核聚变装置在2018年实验中又有突破。

  核聚变就像氢弹爆炸或太阳内部反应,温度超高,一般容器没法盛放。被寄予最大希望的核聚变实验方案叫“托卡马克”——用超强的约束高温的核燃料。EAST又称东方超环,是中国研制的世界第一个非圆截面全超导托卡马克。它的外形像一个甜甜圈,它使用超导体,以最小的能耗获取最强的。

  EAST近年来一直走在国际竞争最前列,在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面成绩傲人。比如去年EAST创造了“101.2秒高约束模等离子体运行”的稳定时间世界纪录,就引起热议。

  “描述等离子体的参数很多,比如稳态运行时间、密度、电子温度、离子温度等等,都很重要,我们希望所有的参数同时提高。”中科院等离子体物理研究所所长万宝年告诉科技日报记者,“这次大家关注的‘1亿度’是电子温度。喜欢简化成‘等离子体温度1亿度’,实际上除了电子温度还要看离子温度。”

  氘和氚发生聚变需极高温度(氢弹用起爆来点燃)。高温下,物质离散成较轻的电子和较重的原子核-离子(这也是它能被约束的原因)。万宝年说,电子和离子的温度有差异,要用不同技术分别加热,用不同技术分别测量。

  “EAST就好比一个炉子,要让它的内部足够热。一要提高加热效率,二要让热量更慢跑出去。”万宝年说,“炉子越大,越容易提升核心温度。EAST比较小,实现电子温度1亿度比较难;将来ITER(国际热核聚变反应堆)用同样的办法实现2亿度,就容易多了。”

  万宝年说:“实验在8月份就已经完成,但当时没有立即发布,因为确保数据准确需要重新校核所有的测量设备和大量计算。一个手段测量出来的数据,需要用其他手段的测量来验证,并且多种手段的测量结果经过物理计算要自洽。”

  “得到实验结果时,我并没有太激动,因为这是预料之中的。”万宝年说,“这次的实验是我们长期计划中一个点上的阶段性。我们更加关注的等离子体综合指标的提升,这个科学价值更高,对未来聚变堆的借鉴意义也更大,但因为太专业,大家对此不是太关注。”

  值得注意的是,今年实验中,EAST蕴含的能量创了纪录,它通过优化稳态射频波等多种加热、电流驱动技术在数条件下的耦合,以及先进等离子体控制技术,实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦。

  相关研究是10月下旬在印度举办的第27届国际聚变能大会上公布的,国际同行给予高度评价。11月12日消息在国内发布后被广为转发。

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