中国实际应用“人造太阳”不是梦这些表明EAST装置成功验证了全

本报采访人员赵觉珵张卉
编者的话：环境污染、气候变化、资源匮乏……当今世界面临的诸多危机均源于能源问题，而寻找一种清洁、安全、可持续的能源也成为全球科学界的一项重大研究课题。参照太阳的核聚变反应，各国科学家从上世纪起开始探索如何利用地球上储量极其丰富的氘制造出“人造太阳” ，为人类提供永续的清洁能源。
在这一进程中，中科院合肥研究院等离子体物理研究所研制、有“东方超环”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（简称EAST）是全球最重要的实验平台之一。等离子体物理研究所副所长胡建生近日在接受《环球时报》采访人员专访时介绍称，聚变能科学可行性已经被证实，完成了80%以上的关键技术积累，中国有望未来30-50年实现聚变能实际应用。

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怎么造出“人造太阳”
环球时报：在“人造太阳”（磁约束核聚变）领域，世界各主要国家都在同台竞技，请问建成于2006年的中国“人造太阳”EAST在研发路线和技术方向上有何特点？
【中国实际应用“人造太阳”不是梦】胡建生：聚变研究是非常复杂的系统工程，无论是从关键物理问题，还是工程技术，都极具挑战。世界上主要的聚变研究机构大多有自己的聚变装置，我们建造并正在运行的“人造小太阳” ，也就是全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），它是世界上首个非圆截面全超导托卡马克装置。
与国际上大多数采用常规磁体的短脉冲运行装置相比， EAST装置的研究方向主要瞄准高参数长脉冲等离子体运行，探究高性能等离子体、先进稳态运行模式等高温等离子体稳定运行中的一些关键物理问题和工程技术问题。目前， EAST具备与国际热核聚变实验堆（ITER）（全球最大的实验性托卡马克核聚变反应堆装置，已于2020年开始组装，包括中国在内七方30多个国家参与其中——编者注）最为相近的工程技术条件，包括超导稳态磁场和高功率长时间加热能力，与ITER位形相似的可以承受高热负荷冲击的钨铜偏滤器系统，以及灵活的等离子体控制能力，可以开展低动量、电子加热为主的长脉冲等离子体物理实验。
环球时报：目前EAST取得哪些成果？整体研究水平处于国际什么水平？
胡建生：EAST自建成运行以来，取得一系列重要成果。去年5月， EAST实现可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。去年年底， EAST在注入能量达到1.73吉焦的条件下，实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，其间电子温度近7000万摄氏度。这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间纪录。
这些表明EAST装置成功验证了全金属主动水冷第一壁、高性能钨偏滤器、稳态高功率波加热、等离子体位形精密控制等一系列未来聚变堆关键技术和方法，阐明了长脉冲高参数运行的基本要求和关键物理过程，在稳态长脉冲等离子体运行方面处于国际领先地位，为ITER及未来聚变堆发展提供了强有力的工程技术和科学理论支持。
环球时报：近日， “人造太阳”开启新一轮实验。请介绍一下此轮实验的目标和进展。
胡建生：目前， EAST刚刚开始最新一轮实验，处于调试阶段，并初步建立了等离子体。本轮实验，主线目标是率先实现400秒量级的高约束等离子体（ITER运行目标之一），并且开展高功率加热的百秒量级等离子体实验。这些目标是在前期长脉冲等离子体实验基础上，进一步提高加热功率和等离子体约束性能，拓展等离子体参数区间，实现稳态等离子体运行新突破，为实现ITER归一化参数水平的长脉冲等离子体运行奠定基础。同时，我们已在全球范围内征集EAST实验提案，强化国内外合作，探索先进运行模式，深度研究等离子体关键物理，为ITER及未来聚变堆建设运行提供关键科学和技术验证。