實習記者 | 馬悅然

中國“人造太陽”核聚變實驗裝置再獲重大突破。

據(jù)新華社消息，5月28日凌晨，中科院合肥物質科學研究院的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行。

這將此前創(chuàng)造的1億攝氏度20秒原紀錄延長了5倍，意味著向核聚變能源應用邁出重要一步。

EAST也被稱為中國“人造太陽”，是中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主研制的磁約束核聚變實驗裝置。

該裝置是由國家發(fā)改委批準立項的“九五”國家重大科技基礎設施，也是世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克。

它瞄準未來聚變能商用目標的關鍵科學問題，近幾年來在高性能、穩(wěn)態(tài)、長脈沖等離子體研究方面取得了多項原創(chuàng)性成果。

人類開發(fā)核能的途徑主要有兩條——重元素的裂變和輕元素的聚變。利用核裂變原理，人類已建造了幾百個核電站，對于核聚變的利用卻落后很多。

人類對聚變反應的控制主要是依靠一種環(huán)形容器，通過約束電磁波驅動，創(chuàng)造氘、氚實現(xiàn)聚變的環(huán)境和超高溫，實現(xiàn)受控核聚變。這種裝置被稱為托卡馬克，名字來源于其的關鍵詞——環(huán)形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnet）、線圈（kotushka）。二十世紀末，科學家們又將新興的超導技術用于托卡馬克裝置，產(chǎn)生了超導托卡馬克裝置。

因為仿造的原理是太陽內部的熱核聚變反應，業(yè)內將這種裝置稱為“人造太陽”。

實現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點是實現(xiàn)上億度點火和穩(wěn)定長時間約束控制。

EAST此次實現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運行，是中國首次在國際上采用全金屬主動水冷第一壁、高性能鎢偏濾器等關鍵技術。

據(jù)新華社報道，EAST上的核心技術有200多項，采用了“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術。其總功率達34兆瓦，相當于約6.8萬臺家用微波爐一起加熱。

2016年2月，中國EAST物理實驗獲重大突破，成功實現(xiàn)電子溫度超過5000萬度、持續(xù)時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電。

這也是當時國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續(xù)時間最長的等離子體放電，標志著中國在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國際前列。

2018年11月12日，EAST實現(xiàn)1億攝氏度等離子體運行等多項重大突破，獲得的實驗參數(shù)接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關鍵一步。

去年6月，中科院合肥研究院等離子體所啟動EAST裝置的升級改造工作，歷時一年的升級改造全面提升了該裝置性能，并在物理實驗中攻克了穩(wěn)態(tài)高功率加熱、完全非感應的高電流驅動、高精度等離子體實時控制、高熱負荷等離子體與壁材料相互作用等系列技術難題。

除了EAST，中國也在建設新一代“人造太陽”裝置。

去年12月，中核集團宣布，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成并實現(xiàn)首次放電。這標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術。

中核集團稱，HL-2M裝置是中國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進托卡馬克裝置，是國內新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置。