“人造太阳”关键调控技术在合肥取得新突破

记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院的等离子体物理研究所EAST(全超导托卡马克实验装置即“人造太阳”)团队孙有文研究员课题组，在EAST上利用三维旋转磁扰动场控制偏滤器靶板热负荷研究方面取得了新进展，相关结果日前发表在聚变领域期刊《核聚变》上。

记者了解到到，“人造太阳”超导托卡马克核聚变试验装置是国家重大科学工程项目。核聚变能因其无限、清洁、安全的特点和优势，成为人类社会未来的理想能源。太阳内部源源不断地发生核聚变而产生能量，如果能够在地球上建造一个像太阳一样不断发生核聚变的装置，人类或许就能解决能源问题。科学岛上的小太阳团队就是为了实现人类能源梦想而奋斗。

“偏滤器靶板热负荷控制是磁约束聚变堆装置面临的一个巨大挑战。我们通过采用环向旋转的外加磁扰动场在EAST上开展边界局域模控制实验研究，发现磁扰动期间靶板上的粒子流分布出现环向非对称的分裂结构。”科研人员告诉记者，这一结构随着旋转的磁扰动场沿靶板环向同步旋转，证实了这一控制手段的有效性。通过磁扰动谱型扫描，发现在保持抑制效果的情况下，还可以将分裂结构的局域粒子流分布沿靶板环向做较大范围移动。这些实验结果说明随时间变化的扰动场有利于粒子流和热流在整个靶板上的均化，避免靶板局部过热。

在这一结果的基础上，课题组与美国DIII-D的研究团队合作，进一步在DIII-D装置上开展了低碰撞率下混合环向模数n旋转磁扰动场的控制实验。实验发现在利用静态扰动分量维持对边界局域模抑制的同时，利用旋转分量成功实现了对靶板上热流和粒子流的均化控制。这些研究结果对于将来磁约束聚变装置中，利用三维磁扰动控制靶板瞬态热负荷的相关技术发展和物理理解具有重要的推动作用。

此外，通过与美国通用原子能公司研究团队合作，课题组将这一结果在美国的DIII-D装置上进一步拓展到旋转加混合扰动模式的磁扰动场研究，日前相关结果发表在《等离子体物理学》上，并被第59届美国物理学会等离子体会议作邀请报告。