Температура плазмы более 100 миллионов градусов достигнута в 2018 году на EAST. Фото: Команда EAST
Экспериментальный сверхпроводящий токамак (EAST), получивший прозвище «китайское искусственное солнце», в течение четырехмесячного эксперимента в этом году получил электронную температуру более 100 миллионов градусов в своей основной плазме. Это примерно в семь раз больше, чем внутреннее солнце, что составляет около 15 миллионов градусов C.
Эксперимент показывает, что Китай добивается значительного прогресса в производстве термоядерной энергии на основе токамака.
Эксперимент проводился командой EAST в Институтах физической науки им. Хэфэй Академии наук Китая (CASHIPS) в сотрудничестве с отечественными и международными коллегами.
Профиль плотности плазменного тока оптимизировался благодаря эффективному интегрированию и синергии четырех видов тепловой мощности: более низкое нагревание гибридных волн, нагрев электронной циклотронной волны, нагрев ионного циклотронного резонанса и нагрев ионов нейтрального пучка.
Впрыск энергии превысил 10 МВт, а энергия, накопленная в плазме, увеличилась до 300 кДж, после того как ученые оптимизировали связь различных методов нагрева. Эксперимент использовал расширенный контроль плазмы и прогнозирование теории / моделирования.
Ученые провели эксперименты по плазменному равновесию и неустойчивости, конфайнментам и транспорту, взаимодействию плазмы и энергии частиц, чтобы продемонстрировать долговременную шкалу, установившуюся режим H-моды с хорошим контролем примеси, стабильностью МГД ядра / края и тепловой выхлоп с использованием дивертора вольфрама типа ITER.
В таких условиях, как ИТЭР, такие как высокочастотное волновое преобладание нагрева, более низкий крутящий момент и водоохлаждающий вольфрамовый дивертор, EAST достигла полностью неиндуктивного установившегося сценария с увеличением производительности плавления при высокой плотности, высокой температуре и высокой заключение.
Расширение сценария использования ИСТП в 2018 году, при сравнении его коэффициента удержания энергии в рамках базового сценария ИТЭР. Фото: Команда ИСТ
Между тем, чтобы разрешить выпадение частиц и мощности, что имеет решающее значение для высокопроизводительных стационарных операций, команда EAST использовала много методов для управления краевыми локализованными режимами и примесью вольфрама с металлическими стенками, а также активной обратной связью дивертора тепловая нагрузка.
Эксплуатационные сценарии, в том числе установившиеся высокопроизводительные H-моды и электронные температуры более 100 миллионов градусов на EAST, внесли уникальный вклад в ИТЭР, китайский испытательный реактор Fusion Engineering (CFETR) и DEMO.
Эти результаты дают ключевые данные для валидации моделей теплового выхлопа, транспорта и тока. Они также повышают уверенность в предсказаниях эффективности слияния для CFETR.
В настоящее время физический проект CFETR фокусируется на оптимизации машины третьей эволюции с большим радием на 7 м, малым радием на 2 м, полем тороидального магнита 6,5-7 Тесла и плазменным током 13 МА.
В поддержку инженерного развития CFETR и будущей DEMO в конце этого года будет запущен новый Национальный проект «Мега науки» – Комплексный исследовательский центр.
Этот новый проект будет способствовать разработке тестовых модулей на основе трития, сверхпроводящей технологии, реакторных реле и источников тока, работающих на реакторе, и источников дивертора.
EAST – это первый полностью сверхпроводящий токамак с некруглым поперечным сечением в мире. Он был спроектирован и построен Китаем с упором на ключевые научные проблемы, связанные с применением мощности синтеза. С момента своего начала работы в 2006 году EAST стал полностью открытым испытательным центром, в котором мировое сообщество фьюжн может проводить стационарные операции и исследования в области ИТЭР.
