東方超環(huán)2012年度實驗創(chuàng)兩項世界記錄

東方超環(huán)（EAST）超導托卡馬克2012年物理實驗順利結束。在長達四個多月的實驗期間，科學家們利用低雜波和離子回旋射頻波，實現多種模式的高約束等離子體、長脈沖高約束放電，獲得多項重大成果，創(chuàng)造了兩項托卡馬克運行的世界記錄：獲得超過400秒的兩千萬度高參數偏濾器等離子體;獲得穩(wěn)定重復超過30秒的高約束等離子體放電。這分別是上zui長時間的高溫偏濾器等離子體放電、zui長時間的高約束等離子體放電，標志著我國在穩(wěn)態(tài)高約束等離子體研究方面走在前列。

　　高參數、高約束模式偏濾器等離子體是未來聚變托克馬克放電的zui基本的運行方式。我國參加的zui大科學合作項目——熱核聚變實驗堆（ITER）首要目標是實現400秒的高約束等離子體，但實現該科學目標尚面臨眾多科學和技術（物理和工程）上的挑戰(zhàn)。目前，上大部分托卡馬克的偏濾器等離子體持續(xù)時間均在20秒以下，歐盟和日本科學家曾獲得zui長為60秒的高參數偏濾器等離子體。本次實驗，我國科學家針對未來ITER 400秒高參數運行的一些關鍵科學技術問題，如等離子體控制、全超導磁體安全運行、有效加熱與驅動、等離子體與壁材料相互作用等，開展了全面的實驗研究，獲得了411秒的中心等離子體密度約2*1019m-3、中心電子溫度大于兩千萬度的高溫等離子體。

　　高約束等離子體放電是未來磁約束聚變堆的一種先進運行方式。從上世紀八十年代以來，世界上眾多托卡馬克都在探尋各種方式實現高約束放電，并不斷嘗試延長高約束放電時間。長期以來，實現長時間高約束放電一直是聚變界追求的目標和挑戰(zhàn)極大的前沿課題。目前正在運行的托克馬克的高約束放電時間大都在10秒以下。2003年，日本JT-60U裝置（已退役）曾利用強流中性束加熱實現一次28秒的高約束等離子體放電，這是目前放電時間zui長的一次。在本輪EAST實驗中，我國科學家利用低雜波與射頻波協同方法，在低再循環(huán)條件下實現了穩(wěn)定重復的超過32秒的高約束等離子體放電。我國科學家所用的方法*、經濟、有效，為未來熱核聚變實驗堆（ITER）提供了一條實現高約束放電的新途徑。

　　東方超環(huán)（EAST）是由國家發(fā)改委立項的“九五”國家大科學工程，是由我國科學家獨立設計建造的世界*全超導托克馬克，于2007年建成并開始科學實驗。在國家科技部（ITER專項）、基金委、中科院等部門的支持下，科學實驗不斷深入，近年來已吸引大批國外科學家來華開展科學實驗，美國能源部已將EAST列為未來美國磁約束聚變合作的裝置。自今年2月開始本輪EAST科學實驗以來，超過100位的國外科學家來華開展廣泛的合作研究。實驗中，國內外科學家們圍繞高參數長脈沖等離子體相關科學技術問題開展了大量的科學實驗，取得了一系列新結果和大量的科學實驗數據，為未來更高參數的長脈沖物理實驗奠定了很好的基礎。

 東方超環(huán)2012年度實驗創(chuàng)兩項世界記錄