合肥“小太阳”团队 有了新发现

江淮晨报 2019-07-02 08:12 大字

晨报讯 7月1日,江淮晨报记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉,该院EAST科研团队取得新的发现。其发现杂草型小幅度边界局域模高性能稳态运行模式形成机理,为解决聚变堆瞬态热负荷瓶颈问题,实现聚变堆的稳态运行提供了一种潜在的新方案。

在进行核聚变研究的托卡马克核聚变实验装置中,高约束等离子体的边界区域会周期性地爆发出一种称为边界局域模的不稳定性。大幅度边界局域模类似太阳耀斑爆发,造成等离子体能量和粒子的瞬间释放,喷射出强大的热脉冲,侵蚀装置的内壁,甚至导致材料的熔化,并产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部等离子体,使得聚变堆难以长时间稳态运行。

在未来聚变堆上,需要将边界局域模带来的瞬态热负荷降低至少20倍,这是国际磁约束聚变界,特别是国际热核聚变实验堆面临的一个严峻挑战。近日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST超导托卡马克团队在前期成功探索、实现了杂草型小幅度边界局域模运行的基础上,揭示了其产生的物理机制,进而利用这种自发的高频小幅度的杂草型小幅度边界局域模,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并将这一模式的部分归一化参数扩展到了未来聚变堆的区间。同时,系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。这一运行模式为解决聚变堆瞬态热负荷瓶颈问题,实现聚变堆的稳态运行提供了一种潜在的新方案。同时,为EAST实现更高功率更长时间尺度上的运行提供了有效的解决方案。晨报记者 刘畅司晨

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