我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置“中国环流三号”的实验成果展开,详细介绍了实验中在核心装备、能量约束方法、温度和密度测量、控制系统等方面取得的重大突破。
在探索人类未来能源的征程中,可控核聚变宛如一颗璀璨的明星,备受瞩目。它凭借资源丰富、环境友好、固有安全等显著优势,成为目前已知的能够从根本上解决人类能源问题的重要途径之一。而我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置“中国环流三号”,因其产生能量的原理与太阳发光发热的原理相同,被形象地称为新一代“人造太阳”。
此次具有里程碑意义的实验中,我国科研人员自主研发并成功应用了多型达到国际一流水平的聚变研发核心装备。其中,自主研制的高功率微波回旋管成功投入运行,其最高注入功率达到了惊人的2.5兆瓦。科研人员还掌握了稳定获得电子内部输运垒的控制技术,使电子温度能够达到1.6亿度。同时,建成并投运了2套具有完全自主知识产权的高功率中性束注入加热系统,这可是提升原子核温度的核心设备。单条束线最大功率高达7兆瓦,让我国在这一领域跻身国际第一梯队。此外,我国还成功突破了高压电源的多项核心技术,自主研制的高压电源最高可实现120千伏的直流输出,精度优于1%,总体技术达到国际先进水平。
研发团队更是展现出了非凡的创新能力,首次提出并实现了提高芯部能量约束的新方法,掌握了提升原子核温度的运行策略。他们独创性地探索了芯部能量约束调控方法,成功抑制了制约原子核温度提升的芯部磁流体不稳定性,攻克了电流剖面及密度剖面控制等技术难题。最终,在国内首次实现了原子核温度超过1亿度的可重复放电,这一成果标志着中国聚变装置运行的综合水平稳居世界前列。
该实验还高效解决了聚变堆堆芯亿度级温度和等离子体密度精准测量的核心难题。我国自主研制的国际首套、精准度2倍于国际同行的三光栅精密光谱仪及紧凑型汤姆逊散射多色仪等数十余套核心装备投入使用,系统性地突破了高时空分辨率、强抗辐射干扰、毫秒级动态响应等困扰聚变大科学装置诊断测量的技术壁垒。
值得一提的是,此次实验中我国自主研发的聚变装置控制系统实现了成功应用。该系统已经在国内外10余家科研院所和高校的聚变装置得到应用,为未来聚变堆提供了“中国芯”。科研团队原创的超声分子束聚变加料技术、矢量注入及混杂注入技术也实现了升级和发展,保障了聚变装置高参数运行的调控需求。
本次“中国环流三号”的实验取得了多方面的重大突破,从核心装备的研发应用到能量约束方法的创新,再到温度和密度测量难题的解决以及控制系统的成功应用,都彰显了我国在可控核聚变领域的强大实力和创新能力。这些成果不仅让中国聚变装置运行综合水平位居世界前列,更为未来人类实现可控核聚变能源的广泛应用奠定了坚实基础。本文总结
原创文章,作者:Delilah,如若转载,请注明出处:https://www.yanghehb.com/6885.html