等离子体物理研究所

该装置实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。这一里程碑性的重要突破，表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面，将继续引领国际前沿，对国际热核聚变实验堆(ITER)和未来中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大的科学意义，同时为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。等离子体是物质的第四态，在气体状态接受足够的能量即可变为等离子体态是由带电粒子（包括离子、电子、离子团）和中性粒子组成的系统。具体地讲，等离子体就是一种特殊的电离气体。需要有足够的电离度的电离气体才具有等离子体性质 ( 电离度 >10-4 )。等离子体的应用范围：纳米材料制备。石墨烯、碳纳米管、富勒烯、金刚石膜等。材料改性：高聚物，纺织品。半导体工业：新半导体材料、亚微米刻蚀。镀膜：pvd,cvd镀膜。可采用ECR方式。材料制备：发泡金属材料。环保：废烟、气、水处理。#科技最新动态#医药领域：医疗器材低温消毒。电子领域：LCD等电子零部件表面清洗。食品、医药化妆品工业有效成分萃取。植物种子、微生物菌改性，辅助催化。光学：平板显示。那么等离子体物理是什么呢？等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。其应用前景目前集中在轻核聚变方面，#科技#即利用磁约束等离子体进行持续的核聚变反应。等离子体物理是研究等离子体的形成及其各种性质和运动规律的学科。宇宙间的大部分物质处于等离子体状态。例如：太阳中心区的温度超过一千万度，太阳中的绝大部分物质处于等离子体状态。地球高空的电离层也处于等离子体状态。等离子体物理专业主要研究方向为：等离子体设备与工艺自动控制技术、材料改性及新材料研究、激光与物质作用、空间等离子体物理。 目前主要围绕与等离子体物理及工程研究密切相关的应用领域开展工作：等离子体新功能电源、计算机自动控制与数据采集处理；等离子体电解材料表面陶瓷化、磁控溅射功能膜制备、生物医用材料表面改性、新功能材料研究；利用激光击穿光谱检测污水中重金属成分和燃烧烟气中重金属成分、利用差分光谱法检测其它大气有害物质的含量；电离层电波传播理论、电离层无线电探测与诊断、改进电离层数字测高仪、电离层垂直探测新观测模式。 主要还是在科研院所工作.

9月21日上午，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与上海电气核电集团签署战略合作协议。根据协议，双方将在ITER国际合作、CFETR等未来聚变堆的特种材料工艺及试验装置研究、非标设备及系统集成研制、放射性废物处理方面展开合作。交流会上，合肥研究院副院长、等离子体所所长万宝年介绍等离子体所的概况，重点介绍等离子体所承担国家大科学工程开展聚变研究、自主发展的关键技术、参与ITER计划及承担ITER采购包的相关情况。上海电气核电集团总裁邵建明介绍该公司在核电市场的制造技术和制造能力。上海市核电办公室重大项目推进处、上海电气核电集团、等离子体所等相关负责人参加签约仪式。来源: 科学院网站

马克斯·普朗克等离子体物理研究所（Max Planck Institute for Plasma Physics）是一专门研究核聚变技术及其装置的物理研究所。该研究所自1980年至1990年进行了ASDEX实验。ASDEX，英文全称：Axially Symmetric Divertor Experiment，译为：轴对称偏滤器实验。偏滤器（Divertor）是环形聚变装置，例如托卡马克的组成部分。于1991年开始，该实验实施进行了升级，称为ASDEX Upgrade，译为：轴对称偏滤器实验升级版。30年来，该升级设施一直为产生可持续能源的聚变发电厂铺平道路。在此期间，该托卡马克聚变工厂进行了多次扩建和改进，提供了许多见解，这些见解已被整合到其他聚变工厂的设计和运营中。例如，该升级团队为在英国的欧洲联合环（Joint European Torus，简称JET）测试工厂，和在法国的国际热核聚变实验堆计划（简称ITER）测试工厂的运行制定了方案，并为计划中的示范电厂进行了预测。计划在2022年中期进行的转换旨在为将来的工厂做准备。聚变研究的目标是开发一个对气候与环境友好的发电厂。像太阳一样，其目的是从原子核的聚变中获取能量。为此所用的燃料是极稀薄的离子化氢气等离子体。为了点燃聚变，必须将等离子体封闭在几乎完全不接触的磁场中，并加热到1亿度以上。为了调节热燃料与周围墙壁之间的相互作用，研究人员为Asdex升级版配备了偏滤器，称为：轴向对称偏滤器。通过附加的磁场，偏滤器场可以消除等离子体中的杂质，并改善其热绝缘性。与其前身Asdex实验相比，Asdex升级版的等离子偏滤器和重要特性，尤其是密度和壁上的负载，更紧密地适应了将来的发电厂的条件。配备了强大的等离子加热器和用于观察等离子的精密测量设备，Asdex升级版可用于开发潜在发电厂的运行模式。等离子体容器的钨壁通过Asdex升级版，研究人员朝未来的聚变电厂迈出了重要的一步，他们用钨而不是碳覆盖等离子体容器的壁。碳对于实验工厂具有相当大优势。但是，它不适合发电厂运行，因为它会受到等离子体的强烈侵蚀，并且将过多的燃料与其自身结合在一起。钨的熔点高，在原理上非常适合用作壁材料。但是由于钨原子中即使是最小的杂质也会从壁上反复释放出来，因此等离子体很快冷却下来。经过大量的试验，Asdex升级团队解决了此问题。成功的直接结果是：欧洲联合环JET在2011年的重建中获得了一个钨偏滤器国际热核聚变实验堆计划ITER决定放弃最初计划的带有碳偏滤器的实验，直接使用钨。注入氢防止不稳定性在带电等离子体颗粒与约束磁场的相互作用中，可能发生等离子体约束的各种干扰，包括等离子体边缘或边缘局部模式的不稳定性。边缘等离子体短暂失去其局限性，并将等离子体颗粒和能量向外抛出到管壁上。尽管如Asdex Upgrade的中型工厂可以应付这一问题，但大型工厂，如ITER的偏滤器可能会过载。为解决此问题，为Asdex升级开发了防止不稳定的过程。等离子体容器中的16个小电磁线圈完全抑制了其磁场的不稳定性。第二种方法从最外面的等离子体边缘开始。如果可以通过磁场设置正确的等离子体形状，同时通过注入氢确保足够高的粒子密度，则边缘局部模式不会发展。确保连续运行托卡马克类型的聚变装置可确保连续运行，该聚变装置构造具有两个叠加磁场的磁笼：外部磁场产生的环形磁场和在等离子体中流动的电流场。等离子体电流通常由等离子体中的变压器线圈以脉冲方式感应。与更复杂的、模拟恒星内部持续不断的核聚变反应的仿星器不同，整个系统以脉冲运行，这是托卡马克的缺点。因此，普朗克等离子物理研究所的科学家正在研究在等离子体中连续产生电流的各种方法。例如，通过注入在等离子体中驱动额外电流的高频波或粒子束。因此，他们基本成功地在没有变压器的情况下操作了该系统，首次在具有实用意义的金属内壁的机器上进行了操作。接下来会发生什么在Asdex Upgrade的30年运营中，偏滤器的形状已多次更改和优化。研究人员现正进一步测试新的偏滤器概念。等离子容器顶部的两个附加电磁线圈用于散开偏滤器场，以使来自等离子的功率分布在更大的区域上。线圈的组装计划于2022年中开始。这样的扩展还将在托卡马克进行调查，以解决未来示范电厂的问题。项目负责人Arne Kallenbach表示：“从很多方面来说，Asdex升级都可以看作是托卡马克聚变电站的蓝图。” “连同最新开发的计算机代码，30多年来开发的样品为发电厂提供了可靠的信息。”参考：https://phys.org/news/2021-03-asdex-experimental-facility-plasma.html#核聚变#

抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。当前，一场场科技创新攻坚战在全国各地密集打响，重点实验室、大科学装置、“揭榜挂帅”征集机制等成为各地科技创新工作的着力点。距佛山1200公里外的合肥，已悄然进入全国科技创新的“第一方阵”：量子传信、悟空探秘、热核聚变、铁基超导，一批“国之重器”“黑科技”成果成为城市名片；获批建设全国第二个综合性国家科学中心，主要创新指标稳居全国前列。为什么是合肥？一座经济总量、城市能级、科教资源都并非“尖子生”的城市。同为制造业大市、新一线城市，合肥的科创之路，对全面建设面向全球的国家制造业创新中心的佛山能带来怎样的启示？01坚持科创的毅力：“笨功夫”熬出大成就对于抓科技创新，无论什么措施，只要好用，我们就用好；无论多大投入，只要值得，我们就舍得。仰望星空，探索无疆。初冬时节，位于合肥西北部蜀山湖之滨的科学岛上绿树成荫，中科院合肥物质科学研究院就镶嵌在一片葱郁中。走进研究院所在的小楼，里面没有人员频繁来往，十分安静，但这里的科研脉搏却与世界最前沿同频共振——全球第一台全超导托卡马克实验装置“人造太阳”，诞生于等离子体物理研究所；吸引海归集聚的稳态强磁场实验装置，创造过多项世界纪录。设在中国科学院等离子体物理研究所内的全超导托卡马克实验装置。“‘托卡马克’装置希望解决的是人类能源利用的终极课题，它是基础研究和原始创新的载体平台，利用这个平台的实验，可能发散出科研新方向、新技术。”等离子体物理研究所工作人员说。上述两个装置是合肥系列大科学装置群的一部分。合肥，是中科院在北京之外科技资源布局最多、最重的战略之地。在中科院和中科大联合加持下，目前合肥获国家发改委批建的大科学装置共有6个，加上其他在建或申报中的大科学装置共11个。原始创新是创新发展的源动力。当许多城市回过神想要布局大科学装置时，合肥已形成大科学装置群。这步“先手棋”在数十年前就已悄无声息地布下。自1989年首次提出“科教兴市”以来，合肥一直把创新作为坚定不移的城市发展战略。年近90岁高龄的中国工程院院士潘垣，曾在合肥的中科院等离子体物理研究所工作15年。在他看来，合肥的崛起没有秘密，就是“认准的事，没有瞻前顾后，大胆投入，干就完了。一年接着一年干，一届接着一届干，看似笨功夫，实则大成就”。在长达30多年的科创“马拉松”后，合肥创新的硬核重器终于厚积薄发。依托大科学装置，“九章”量子计算原型机、“嫦娥钢”“质子刀”“托珠单抗”“量子显微镜”等相继在合肥问世，离子医学中心进入试运营。原始创新强磁场作用进一步显现。“对于抓科技创新，无论什么措施，只要好用，我们就用好；无论多大投入，只要值得，我们就舍得。”合肥市科技局相关负责人说。2020年，合肥地区研发投入强度达3.3%左右，预计2022年将超3.5%，已超过创新型国家和地区2.5%的水平。合肥高新区云飞路已经集聚了20多家量子企业。2020年，合肥科技创新好消息不断：国家实验室建设工作取得决定性进展，“四个一”创新主平台和“一室一中心”分平台立柱架梁，能源、环境、大健康、人工智能研究院组建运行；聚变堆主机关键系统、未来网络实验设施等大科学装置加快建设。面向“十四五”，安徽“打造具有重要影响力的科技创新策源地”中，合肥的国家实验室、综合性国家科学中心、滨湖科学城是主要载体平台。合肥提出了“打造具有国际影响力的创新高地”目标，除建设综合性国家科学中心、国家实验室、大科学装置集中区外，还要争取国家布局基础学科研究中心，力争建设高水平新型研发机构50个，在量子科学、类脑科学、生命科学等前沿基础领域形成更多引领性原创成果。02支持科创的热忱：倾全城之力“放下一张书桌”或许正是合肥“再怎么支持也不为过”的热忱，和“放得下一张平静的书桌”的氛围，让城市与院校、人才与创新擦出了火花。合肥对科创的吸引力，润物细无声。“和一些大都市相比，合肥确实少些区位优势，但另一方面，这里也少些诱惑、少些浮躁。”中科院合肥物质科学研究院院长刘建国说，科学岛良好的生态环境，让合肥在充满竞争和诱惑的都市里，为科研人员“放下一张平静的书桌”。中科院合肥物质科学研究院2700多名员工中，领军人才如两院院士、海内外高层次人才等超300人；在整个合肥，服务的院士人数达135人，全市共设立院士工作站68家。从全国范围来看，拥有中国科学技术大学、中科院合肥分院、安徽大学、合肥工业大学等知名高校院所的合肥，在科教资源布局中并不占先，在城市能级上也仅算中等。但或许正是合肥“再怎么支持也不为过”的热忱，和“放得下一张平静的书桌”的氛围，让城市与院校、人才与创新擦出了火花。20世纪60年代，安徽、合肥争取到外迁的中国科学技术大学落户，并长期看重中科大、倚重中科大、大力支持中科大的发展；世纪之交，合肥又争取到中科院合肥物质科学研究院落户。长期以来，两家中字头单位成为合肥基础研究和重大创新的策源地。1999年，中科大学生刘庆峰带领团队开始中文语音技术的创业。十余年后，科大讯飞成为智能语音和人工智能领军企业，并承建了我国首个认知智能领域的国家级重点实验室。科大讯飞成为合肥创新的一张名片。科大讯飞工作人员向佛山传媒集团扬帆“十四五”跨省大调研记者介绍科大讯飞软件在AI+汽车上的运用。2000年以来，合肥的创新与产业的同频共振效应逐渐显现，产业与人才进入相互成就、良性循环的阶段。集成电路、新型显示、新能源汽车暨智能网联汽车等为代表的“芯屏汽合”串珠成链，产业之路越走越宽广，从科大讯飞龙头带动到中国声谷崛起，合肥人工智能产业链逐步完善；新能源汽车暨智能网联汽车、生物医药、环境产业等创新人才向合肥汇集。近年，合肥城市面貌、交通区位、综合环境不断提升，成为国内城市中的新贵，成就吸引人才的强磁场。合肥成为新一线城市，近10年人口净流入城市排名第五，18岁~35岁“中国年轻人心目中的美好生活城市”排名第一，连续第3年入选“外籍人才眼中最具吸引力的中国城市”，连续6年入选“中国十大幸福城市”……在人才政策上，合肥敢于对标先进城市，不遗余力。去年9月，合肥出台《关于进一步吸引优秀人才支持重点产业发展的若干政策（试行）》，在原有政策基础上继续提档升级。毕业于安徽工业大学软件工程专业的张龙，在北京工作两年后回到合肥。在中国声谷工作的他说，合肥人才政策中的租房优惠是他选择回来就业的重要原因，现在合肥科创产业发展越来越好，相信凭自己的专业知识能有更好的发展空间。曾经以“孔雀东南飞”闻名的合肥，如今有了越来越强的底气引进人、留住人。某招聘机构发布的《2019高校应届生专业就业竞争力观察》显示，合肥应届毕业生本地求职率排名全国第11名，上榜应届生毕业期望工作的前十五强。“养人的地方，创新的天地。”这句话为合肥的格局定位做了最好注脚。03锚定科创的智慧：另辟赛道抢占发展制高点当前合肥各类创新平台载体星罗棋布，与大院大所共建合作平台26个，为合肥的科技创新提供源源不断的源头活水。创新在哪里兴起，动力就在哪里迸发。放眼全国，无论是经济能量、产业基础、区位禀赋等，合肥在很长时间里都是“中不溜秋”的城市，如何实现凤凰涅槃？锚定科技创新，是合肥弯道超车、另辟赛道的巧妙落子。2019年4月，全国首座以创新为主题的场馆——安徽创新馆在合肥开馆，这里集中展示了安徽最优质的科技创新资源，是名副其实的“创新网红”。如何把这个科创资源聚宝盆，转化为创新发展动力源？在安徽创新馆服务管理中心主任陈林看来，创新馆是一座桥，在高校和产业之间发挥着桥梁纽带作用；馆里的工作人员要做技术经纪人，对科创技术进行细分和甄别，对市场需求进行疏导和挖掘。目前，依托创新馆的科技大市场，合肥已引入23家知名科技服务平台，按照“千名经理人、千场对接活动、千亿交易额”目标，推动科技成果就地交易、就地转化、就地应用。2020年，该馆共举办科技成果转化活动69场，发布创新成果500多项，直接和间接促进成果转化项目金额超500亿元。安徽创新馆展出的SC200超导质子治疗系统模型。包括安徽创新馆在内，当前合肥各类科研机构、实验室、工程研究中心等创新平台载体星罗棋布，与大院大所共建合作平台26个，为合肥的科技创新提供源源不断的源头活水。在众多目前仍是冷门的产业领域，合肥已依靠创新的优势，抢占产业高点。安徽创新馆中科院量子领域展区的蓝色量子隧道。在很多城市还没弄清量子为何物时，基于量子研究院的成果，合肥已走在前面：完成国际上首个规模化量子网络“合肥城域量子通信试验示范网”等重大项目建设，形成科大国盾、本源量子、国仪量子、国科量子等一批研究量子领域先进技术的企业，量子关联企业达20余家。在合肥与中科大附一院（安徽省立医院）合作共建的合肥离子医学中心，质子治疗系统预计今年开展临床实验。质子治疗是国际上最先进的肿瘤靶向放射治疗技术之一，可大大降低放射治疗对人体正常机能的伤害。中心二期还将安装合肥自主研制的首台质子装备和国产重离子装备，建设世界级肿瘤放疗中心。在佛山，城市安全运行监测中心基于物联网、大数据、云计算等科技，构建形成“城市安全大脑”。这一项目源自合肥。清华大学合肥公共安全研究院在全国打造出首个“城市中台”，将数字科技全面融入城市发展，研究院正在以合肥为圆心，面向全国布局安全产业、智慧城市的万亿大市场。清华大学合肥公共安全研究院。如今，创新力量正在转化为产业动能。2020年，合肥有7家企业在科创板上市，数量居全国省会城市第二。2019年全国瞪羚企业城市分布中，合肥排名21位。锚定科创，从科创成果转化延伸，合肥向着全球科创枢纽加速奔跑。佛山观察科技创新从仰望星空开始今天的科技布局，很大程度决定了明天的产业布局。没有哪个时期，科技的进步和更新迭代像当前一样快速；没有哪个时期，科技对生产生活的改变像今天一样天翻地覆；也没有哪个时期，从国家、城市到企业都像今天一样重视创新。制造业大市佛山，正在科技创新上铆足劲地补短板、聚资源、筑高地，以推动产业转型。短短几年，三龙湾高端创新集聚区、季华实验室、仙湖实验室等已搭建四梁八柱，全市每年财政科技投入突破百亿元，国家高新技术企业达5718家，人才总量增至170万人。“十四五”期间，佛山要在科创平台、协同创新平台建设上继续奋力。同为万亿城市、新一线城市、制造业大市，合肥与佛山在科创的基础、禀赋、资源等方面有较大差异，不可能照搬照学，但合肥科创的思维却能给佛山以启发：合肥的启示之一，就是科技创新既要脚踏实地，也要仰望星空。几十年来，脚踏实地是佛山乃至广东制造业发展的法宝，我们能够敏锐地抓住市场需求，能够开创性地“无中生有”，能够形成成熟的生产和销售链条，但也容易形成不重视基础研究和产品研发、偏重生产和销售等思维定势。要看到，当前科技对生产制造的革新尤其是产品的迭代是空前的、革命性的，仅仅专注于一域的改良和精进而忽视了科技大势、行业大势的把握，往往容易成为又一个“诺基亚”。仰望星空，就是要在科技创新中重视基础研究的驱动力，在一些赛道上提前布局、抢先起跑、形成优势。在聚力推动“2+2+4”先进制造集群发展的同时，佛山应该提早思考布局下一个五年、十年、二十年的产业布局，依托几十年来对市场把握的敏锐触觉，主动学习对科技走势的宏观思考，引入和借用科研院所的智慧力量，提前规划、提前布局。合肥的启示之二，是要发挥优势为我所用。几十年来，佛山在产业大潮中培育了一批熟悉市场、熟悉产业、熟悉运作的领导干部和企业家，有着丰厚的民间资本和较为成熟的营商环境。无论科技和产业如何更新迭代，市场经济始终是内在的规则。只要充分发挥优势，佛山就有望在科创时代长袖善舞。例如，在大科学装置布局上，佛山不太可能在短期内有所暴发，但不意味着佛山已失去机会。相反，围绕现有的科研平台，佛山企业和资本积极介入这一领域，对这些成果进行投资、加速乃至产业化、市场化，“未来产业”孵化就有望成真。大跨步赶上这股创新的时代浪潮，期待佛山亮出大手笔。佛山传媒集团全媒体报道组策划：吴礼晖、何仁军统筹：王亚亮、尹保山、吴岚岚、何宁、陈伟鹏、陈婉萍文字：刘嶒视频：陆佩兰、王澍、胡冰玉图片：王澍，合肥市委宣传部猜您想看：大爆料！新学期，佛山多所小学初中集中换校长了！快看“新帅”名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记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置EAST近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步。图为有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置EAST（8月16日摄）。EAST是中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制的磁约束核聚变实验装置，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，瞄准未来聚变能商用目标的关键科学问题，近年来在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面取得了多项原创性成果。据介绍，在近期于印度举行的第27届国际聚变能大会上，该实验成果受到国际同行的广泛关注与高度评价。来源：北京日报 据新华社流程编辑：RB015

记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），将于近期完成新一轮升级改造，向芯部电子温度1亿摄氏度、100秒长脉冲等离子体的科研新目标发起挑战，力争将世界可控核聚变能源研究推向新高度。“万物生长靠太阳，EAST拥有类似太阳的运行机制，因此有‘人造太阳’之称。”中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所王腾博士说，煤、石油、天然气未来有枯竭的危险，还存在一定的环境污染，而“人造太阳”核聚变反应所需的原材料在地球上几乎取之不尽、用之不竭，生成物也没有危害，被认为是理想的“终极能源”。中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，EAST是我国重大科学工程，目标为人类开发核聚变能源提供工程和物理实验基础，建成以来已开展实验96000余次，先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破。从去年7月起，EAST启动新一轮升级改造，在尖端材料、关键部件、主要子系统等方面实施一系列重大提升。“装置升级的技术难度高，工作量大！”中科院等离子体物理研究所研制中心主任吴杰峰说，“‘人造太阳’非常复杂，要让上亿摄氏度高温与零下269摄氏度低温1米内共存，上万个零部件，有一点点瑕疵，未来实验可能就会失败。”“党员带头，我们每个人都是缺一不可的螺丝钉！”EAST升级改造项目内部施工负责人胡凯说，近百人的科研工程团队每天超过12个小时“争分夺秒”工作，从春节前到现在一直没有休息。“从1亿摄氏度20秒到1亿摄氏度100秒，这是一个巨大的技术跨越，也将把人类核聚变能源研究推向一个新高度！”中科院等离子体物理研究所托卡马克物理实验研究室主任龚先祖介绍，目前升级改造工作进展顺利，预计将于4月底结束改造，向“1亿摄氏度100秒”的新目标发起冲击。（原标题：1亿摄氏度“燃烧”100秒！中国“人造太阳”将再冲新高 ）来源：新华网流程编辑：TF021

截至日前，全国仅有四个综合性国家科学中心获批，分别是：上海张江、合肥、北京怀柔、深圳。作为全国第二个获批的综合性国家科学中心，合肥的科研创新能力得到了国家的认可和肯定。目前，合肥已经建成全超导托卡马克(EAST)、同步辐射、稳态强磁场三个大科学装置。本文小编将带您了解三个大科学装置之一的全超导托卡马克(EAST)。说起全超导托卡马克，大家可能比较陌生。但是“人造小太阳”，应该有很多人都听过。全超导托卡马克(EAST)又称“东方超环”或“人造小太阳”。它坐落于合肥西北部董铺水库上面的科学岛。科学岛全超导托卡马克(EAST)是中国科学院等离子体物理研究所自行设计研制的世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克”核聚变实验装置，它同时具有上亿温度的“超高温”、零下269度的“超低温”、“超大电流”、 “超强磁场”、“超高真空”等极限条件，项目难度非常大，它的成功建设和运行是中国可控核聚变研究的里程碑式突破。全超导托卡马克(EAST)装置全超导托卡马克(EAST)装置的科学目标是建造一个具有非圆截面的大型超导托卡马克装置及其实验系统，发展并建立在超导托卡马克装置上稳态运行所需要的多种技术，开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理问题的实验研究。它的建成将为未来先进聚变堆的工程技术和物理基础做出中国聚变界最重要的贡献。同时将使我国核聚变研究进入世界先进水平，为人类能在本世纪后半叶实际使用聚变能做出中国的重要贡献。但是，全超导托卡马克(EAST)还只是一个托卡马克实验装置，和其他托卡马克实验装置一样，它还不能提供给我们巨大的能量，所以它还不是一个真正意义上的“人造太阳”。但是它却是人类核聚变研究中重要的环节。

“等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度。”短短一句话让网友兴奋了。11月12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”——用超强的磁场约束高温的核燃料。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磁场。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，就引起舆论热议。“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。媒体喜欢简化成‘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（氢弹用原子弹起爆来点燃）。高温下，物质离散成较轻的电子和较重的原子核-离子（这也是它能被磁场约束的原因）。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。此次等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度，主要归功于电子回旋与低杂波协同加热两项技术。“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成果。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、电流驱动技术在高参数条件下的耦合，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。相关研究成果是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。

国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装启动仪式28日在法国举行，本次启动的是国际热核聚变实验堆托卡马克装置安装工程，该举引来全球关注。那什么是ITER计划？托卡马克装置又是什么？中国在ITER计划中发挥了怎样的作用？问：什么是ITER计划？意义何在？答：国际热核聚变实验堆计划简称ITER计划，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。自1985年首次提出ITER的想法以来，成千上万的工程师和科学家为ITER的设计做出了贡献。该计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望，旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索核聚变技术商业化的可行性，对于从根本上解决人类共同面临的能源问题、环境问题和社会可持续发展问题具有重大意义。ITER不会发电，但是它将解决关键的科学和技术问题，被视为“当今专注于等离子体物理研究的核聚变机器和明天的核聚变电厂之间的实验步骤”。问：什么是托卡马克装置？答：托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。它的中央是一个环形真空，外面围绕着线圈。通电时其内部会产生巨大螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高温度，以达到受控核聚变的目的。术语“托卡马克”来自俄语首字母缩写，指的是“带有电磁线圈的环形真空室”。托卡马克由苏联研究机构在20世纪60年代末首次开发出来，如今已在世界范围内被采用，成为最有前景的磁约束核聚变装置。ITER计划的托卡马克装置将成为世界上最大的托卡马克装置，其体积是目前运行的最大托卡马克装置的两倍，其等离子体反应室容积也是其10倍。问：什么是核聚变？答：核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些星体核心的巨大热量和重力下，氢原子核相互碰撞，聚合成更重的氦原子，并在此过程中释放出大量能量。20世纪的聚变科学确定了实验室环境中最有效的核聚变反应是两个氢同位素氘和氚之间的反应。在实验室中实现聚变必须满足3个条件：极高的温度、足够的等离子体粒子密度以及足够的限制时间。在托卡马克装置内部，在极高的热量和压力的影响下，气态氢燃料变成了等离子体，该环境为氢原子发生核聚变并产生能量创造了条件。问：ITER的下一个里程碑是什么？答：根据ITER计划此前发表的公报，通过对项目进展的评估，托卡马克装置有望在2025年首次开机，这也是ITER数十年运行计划的第一步。氘氚聚变实验预计于2035年开始。问：中国发挥了哪些作用？答：中国自2006年开始参与ITER计划。作为七方成员之一，中国承担了ITER装置近10%的采购包。中科院等离子体物理研究所是中方任务的主要承担单位，自2009年以来主持了超导导体、校正场线圈、磁体馈线系统等制造任务，目前大部分采购包部件已实现全国产化。2019年9月，中核集团牵头的中法联合体团队正式与ITER组织签订托卡马克主机TAC-1安装标段工程合同。作为该标段的第一个重要工程节点，ITER的杜瓦底座（托卡马克装置压力容器的底座）吊装工作于今年5月28日完成。本文来自：新华网