全超導托卡馬克核融合實驗裝置 - Wikipedia

2020年4月，東方超環在1億度的高溫下維持了近10秒。

... 這標誌著EAST成為了世界上第一個實現穩態高約束模式運行持續時間達到百秒量級的托卡馬克核融合實驗裝置。

全超導托卡馬克核融合實驗裝置 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 先進實驗超導托卡馬克實驗裝置EAST類型EAST的電漿容器內部運行日期2006年–現在大半徑1.85m小半徑0.45m磁場3.5T加熱7.5MW電漿電流1.0MA位置 中國安徽省合肥市31°54′37.8″N117°08′52.4″E/31.910500°N117.147889°E/31.910500;117.147889 先進超導托卡馬克實驗裝置的技術草圖 先進超導托卡馬克實驗裝置的電漿體，圖中可見裝置內的電漿體的光度在4.5秒後顯著提高，出現受雜質干擾的行為。

先進實驗超導托卡馬克實驗裝置（英語：ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak，縮寫：EAST），原名HT-7U，又被稱為「人造太陽」[1]、東方超環[2]，是中國科學院電漿體物理研究所在中國安徽省省會合肥市建設的世界第一個全超導磁體托卡馬克核融合反應試驗性裝置，屬於中國國家「九五」重大科學工程。

EAST是國際上穩態磁約束聚變研究的重要實驗平台，其研究成果將為未來國際熱核融合實驗反應爐(ITER)實現穩態高約束放電提供科學和工程實驗支持。

[3] 2020年4月，東方超環在1億度的高溫下維持了近10秒[4]。

2021年5月28日凌晨，正在開展的第16輪EAST裝置物理實驗實現了可重複的1.2億度101秒電漿體運行和1.6億度20秒電漿體運行，再次創造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄。

[5] 目次 1歷史 1.1第一階段 1.2第二階段 2項目目標 3項目意義 4項目內容 5EAST主體實驗裝置結構 6設計特點 7EAST托卡馬克參數 8參見 9參考文獻 10外部連結 歷史[編輯] 中國為了在近堆芯的高參數條件下研究電漿體的穩態和先進運行，深入探索實現聚變發電的物理及工程問題，中科院電漿體物理研究所在成功建設中國首個超導托卡馬克HT-7的基礎上，提出了「HT-7U全超導非圓截面托卡馬克裝置建設」計劃。

為使研究人員等便於記憶、易於發音同時又明確其科學含義，該項目的名稱在2003年10月正式由HT-7U改為「EAST」。

該裝置計劃於1996年被提出，根據2003年的進度表，[6][失效連結]主要建築物與設施於2003年開始建造，2003年至2005年組裝托卡馬克。

主機和分系統的研製安裝工作於2005年底基本完成，2006年2月1日到3月17日進行首次工程調試[7]。

調試中，最受關注的低溫調試和磁體通電測試均獲得圓滿的成功。

該裝置至今投資約3億人民幣[8]。

第一階段[編輯] 2006年9月28日，該裝置首次成功放電。

這是全球首個投入運行的全超導非圓截面核融合實驗裝置，2007年2月的實驗中，EAST產生了持續了近3秒的200千安培的電漿放電。

[9] 第二階段[編輯] 2011年11月29日，EAST輔助供暖系統項目剪彩儀式舉行，標誌著全超導托卡馬克核融合實驗裝置（EAST）進入「第二階段」。

2016年1月28日凌晨零點26分，中國科學院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核融合實驗裝置（EAST）成功實現了電子溫度超過5千萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈衝電漿體放電，這是國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續時間最長的電漿體放電。

目前， 2016年11月2日消息，中國科學院合肥物質科學研究院電漿體所承擔的國家大科學工程「人造太陽」實驗裝置EAST在第11輪物理實驗中再獲重大突破，獲得超過60秒的穩態高約束模電漿體放電。

EAST因此成為世界首個實現穩態高約束模運行持續時間達到分鐘量級的托卡馬克核融合實驗裝置。

[10] 2017年7月3日夜晚，實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束電漿體運行，創造了新的世界紀錄。

這標誌著EAST成為了世界上第一個實現穩態高約束模式運行持續時間達到百秒量級的托卡馬克核融合實驗裝置。

這一里程碑性的重要突破，表明中國磁約束聚變研究在穩態運行的物理和工程方面，將繼續引領國際前沿，對於國際熱核融合實驗反應爐（ITER）和未來的中國聚變工程實驗堆（CFETR）建設和運行具有重大的科學意義[11][12][13]。

2018年11月12日，該裝置首次實現加熱功率超過10兆瓦，電漿體儲能增加到300千焦，電漿體中心電子溫度首次達到1億度，獲得的多項實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件[14][15]。

2020年4月，東方超環在1億度的高溫下維持了近10秒[4]。

2021年5月28日，第16輪EAST裝置物理實驗實現了可重複的1.2億度101秒電漿體運行和1.6億度20秒電漿體運行，為托卡馬克實驗裝置新的世界紀錄[16]。

項目目標[編輯] 中國是國際熱核融合實驗反應爐（ITER）聯盟的成員之一，並且先進超導托卡馬克實驗裝置（EAST）將是擬議的ITER項目技術的一個測試平台。

建成一個具有非圓小截面全超導托卡馬克。

在其上實現高參數、長脈衝和穩態運行；在以上條件下開發先進運行模式，並進行熱流平衡和粒子流平衡控制的實驗研究。

EAST將測試： 鈮鈦極向場超導磁體，使其成為第一個帶有環向場和極向場超導磁體的托卡馬克裝置； 非感應電流驅動； 脈衝高達1000秒與0.5MA的電漿電流； 通過實時診斷控制電漿體不穩定性的方案（「穩態托卡馬克電漿體的先進診斷技術」）； 偏濾器和面對電漿體的組件的材料； 操作在βN=2，限制因子H89>2； 項目意義[編輯] EAST將使中國核融合研究計入國際先進水平，為未來先進核融合反應爐的工程技術核物理基礎、為人類能在21世紀後半葉實際使用聚變能做出貢獻。

EAST是中國核融合研究的一個重要里程碑，並將為未來的國際熱核融合實驗反應爐（ITER）提供技術試驗溫床。

項目內容[編輯] 根據設計，EAST項目的主要技術特點和指標是：16個大型「D」字形超導縱場磁體將產生縱場強度（BT）3.5特斯拉；12個大型極向場超導磁體可以提供磁通量變化量ΔФ≥10伏特*秒。

通過這些極向場超導磁體，EAST能產生超過100萬安培的電漿體電流、持續達1000秒、在高功率加熱下溫度將超過一億攝氏度。

EAST主體實驗裝置結構[編輯] EAST實驗裝置的主機部分高達11米，直徑達8米，重約400噸。

它們主要由超高真空室、縱場系統、極向場系統、內外冷屏、外真空杜瓦及支撐系統等六大部件組成。

另外，EAST的實驗運行需要大型超高真空、大型超導體測試、大規模低溫液氦製冷、大型高功率脈衝電源及其迴路、大型計算機控制和數據採集處理、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱以及多種先進診斷測量等系統支持。

設計特點[編輯] 全超導磁體 主動冷卻結構 非圓形截面 EAST托卡馬克參數[編輯] 中國科學院電漿體物理研究所（合肥）先進實驗超導托卡馬克(EAST)實驗裝置主要參數[17] 環向場磁感應強度（Toroidalfield），Bθ 3.5T 電漿電流（Plasmacurrent），IP 1.0MA 大半徑（Majorradius），R0 1.85m 小半徑（Minorradius），a 0.45m 環徑比（Aspectratio），R/a 4.25 拉長比（Elongation），κ 1.6-2 三角形變（Triangularity），δ 0.6-0.8 　 離子迴旋共振加熱（Ioncyclotronresonanceheating,ICRH） 12MW 低雜波電流驅動（Lowerhybridcurrentdrive,LHCD） 10MW 電子迴旋共振加熱（Electroncyclotronresonanceheating,ECRH） 2～4MW 中性流注入（Neutralbeaminjection,NBI） 4～8MW 脈衝長度（Pulselength） 1-1000s 配置 雙零偏濾器限制器單零偏濾器 參見[編輯] 核技術主題 能源主題 中華人民共和國主題 國際熱核融合實驗反應爐（ITER） 國家點火設施（NIF） 歐洲聯合環狀反應爐（JointEuropeanTorus，縮寫JET） 文德爾施泰因7-X（德語：Wendelstein7-X） JT-60SA（JapanTorus-60） KSTAR（KoreaSuperconductingTokamakAdvancedResearch） 參考文獻[編輯] ^人民日报：中国“人造太阳”八月放电实验.[2006-08-02].（原始內容存檔於2007-03-25）.  ^【我委支持建设的“东方超环”在误差场锁模定标关键机理研究方面取得新进展】-国家发展和改革委员会.www.ndrc.gov.cn.[2020-12-27].（原始內容存檔於2020-12-27）.  ^InternationalTokamakResearch.ITER.[2021-06-26].  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外部連結[編輯] 官方網頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 設計簡介（中國科學院電漿體物理研究所） 如果有一盞燈能被聚變之能點亮，我期望它最先在中國-新大陸 閱論編中華人民共和國核工業核電站運營 遼寧 紅沿河（4x1119MW） 江蘇 田灣（2x1060+2x1126+1118MW） 浙江 秦山（330+2x650+2x660+2x728MW） 方家山（2x1089MW） 三門（2x1251MW） 福建 寧德（4x1089MW） 福清（4x1089MW+1150MW） 廣東 大亞灣（2x984MW） 嶺澳（2x990+2x1086MW） 陽江（6x1086MW） 台山（2x1750MW） 廣西 防城港（2x1086MW） 海南 昌江（2x650MW） 山東 海陽（2x1250MW） 在建 廣東 太平嶺 陸豐 山東 石島灣 浙江 三澳 福建 霞浦 漳州 遼寧 徐大堡 甘肅 武威 籌建 安徽 蕪湖 吉陽 福建 三明 廣東 海豐 韶關 揭陽 肇慶 湖北 大畈 咸寧 松滋 湖南 桃花江 小墨山 江西 彭澤 煙家山 浙江 龍游 重慶 涪陵 四川 三壩 遼寧 東港 河南 南陽 吉林 靖宇 貴州 銅仁 貴州 廣西 白龍 中國核電站分布（瀏覽大圖）運營　 在建　 籌建核技術商業運營堆 CNP-300（英語：CNP-300） CNP-600（英語：CNP-600） CPR-1000 AP1000 重水反應爐 研究/實驗堆 10兆瓦高溫氣冷實驗堆（HTR-10） 中國先進研究堆（CARR） 中國實驗快堆（CEFR） 先進超導托卡馬克實驗裝置（EAST） 2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆（TMSR-LF1） 中國環流器二號M（HL-2M） 組織電廠運營商 中國核工業集團 中國廣核集團 國家電力投資集團 建築公司 中國核工業建設集團公司 國家核電工程公司（英語：StateNuclearPowerEngineeringCorporation） 政府機構 國家能源局 國家核安全局 國家原子能機構 採礦 中國國核海外鈾資源開發公司（英語：ChinaNuclearInternationalUraniumCorporation） 其他 中國核學會 有關分類 中國核電站 中國核技術 參閱：中國電力行業（英語：ElectricitysectorinChina） 煤電 可再生能源 水力 生物能源 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