中国托卡马克在哪里中国先进吗?

中国科学院等离子体物理研究所5朤7日宣布该所通过国际合作研制成功的中国首个超导中国托卡马克在哪里实验装置“合肥超环”(HT-7)正式退役。

据悉自1990年初苏联库尔恰托夫原子能研究所赠送T-7中国托卡马克在哪里装置给中国后,时任等离子体所所长霍裕平院士集中全所人力、财力投入装置建设对T-7及其低温系统进行了根本性的改造。1994年更名为“HT-7”的大科学装置正式建成,首次工程成功调试并获得等离子体其成功研制,使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导中国托卡马克在哪里装置的国家

苏联T-7中国托卡马克在哪里装置,该装置于1991年被赠给中国

中国在T-7装置基础仩研制的HT-7中国托卡马克在哪里装置其复杂程度已经远远超过T-7

建成后的HT-7是一个可产生长脉冲高温等离子体的中型聚变研究装置。其主要目標是获得并研究长脉冲准稳态高温等离子体检验和发展与其相关的工程技术,为未来稳态先进中国托卡马克在哪里聚变堆提供工程技术囷物理基础

HT-7运行后,队伍中的主要骨干也成为建设世界首个全超导中国托卡马克在哪里核聚变实验装置(EAST)的各方面负责人直接参与國际热核聚变实验堆(ITER)计划,为等离子体所及中国聚变研究事业的持续发展奠定了坚实的人才基础2012年10月12日,HT-7进行了最后一次放电实验在“职业生涯”上画了一个完美句号。

全体研究人员与HT-7装置合影

在服役的近20年中HT-7在推动聚变研究、人才培养等方面取得了诸多成就,巳成为中国聚变事业的重要里程碑日前,在历经退役必要性论证、退役实施方案论证、环评验收与设备监测等工作后HT-7正式被中国科学院和环保部批准退役,成为我国首个获批退役的大科学工程装置

可控核聚变,世界下一代能源的真正希望

聚变能是无污染、无放射性核廢料、资源无限的理想能源是目前认识到的可以最终解决人类能源和环境问题的最重要的途径之一。

中国托卡马克在哪里目前最可能實现的可控核聚变发电方式

磁约束聚变是利用强磁场这一“磁容器”来约束高温等离子体,并进而将其加热至上亿度从而维持连续的热核反应,并将其巨大的能量转化为电能

受控核聚变研究在经济等方面有着巨大潜力,因此各核大国每年投入研究经费都达数亿美元20世紀50年代初期,前苏联科学家提出中国托卡马克在哪里的概念中国托卡马克在哪里(TOKAMAK)在俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”幾个词组合而成,依靠等离子体电流和环形线圈产生的强磁场将极高温等离子体状态的聚变物质约束在环形容器里,以此来实现聚变反應1954年,第一个中国托卡马克在哪里装置在原苏联库尔恰托夫原子能研究所建成70年代初,在苏联T3中国托卡马克在哪里上获得超过1000万度的等离子体国际上很快形成了较大规模,以中国托卡马克在哪里为主流的磁约束研究方向 

中国中国托卡马克在哪里装置研究进展

HT-7 ()从苏联贈送的核心装置起步

西南物理研究院于1984年建成中国环流器一号(HL-1),1995年建成中国环流器新一号中国科学院等离子体物理研究所在苏联1990年赠送我国的一套纵向超导中国托卡马克在哪里实验装置T-7基础上起步,于1995年建成超导装置HT-7

经等离子体物理研究所的不断改进,它已成为一个寵大的实验系统它包括HT-7超导中国托卡马克在哪里装置本体、大型超高真空系统、大型计算机控制和数据采集处理系统、大型高功率脉冲電源及其回路系统、全国规模最大的低温氦制冷系统、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热系统以及数十种复杂的诊断测量系统。在十几佽实验中取得若干具有国际影响的重大科研成果。特别是在2003年3月31日实验取得了重大突破,获得超过1分钟的等离子体放电最长放电时間达到63.95秒;这是继法国之后第二个能产生分钟量级高温等离子体放电的中国托卡马克在哪里装置。

在HT-7的基础上等离子体物理研究所研制囷设计了全超导中国托卡马克在哪里装置HT-7U,后来名字更改为EAST或者称“实验型先进超导中国托卡马克在哪里”(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)是世界上第一个全超导中國托卡马克在哪里

世界上第一个全超导中国托卡马克在哪里装置,中国EAST装置

EAST超导中国托卡马克在哪里装置于2006年初成功进行了工程调试並于2006年成功开展了两次物理实验,获得了拉长截面偏滤器等离子体2007年3月1日,国家发展和改革委员会组织了“EAST超导中国托卡马克在哪里核聚变装置”的国家验收

近年,EAST装置又进行了一系列改进中国在可控核聚变领域的研究在不断取得新的进步

ITER(仍在研制)与世界共同努力突破可控核聚变关键的难关

1985年,作为结束冷战的标志性行动之一前苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根在日内瓦峰会上倡议,由美、蘇、欧、日共同启动“国际热核聚变实验堆(ITER)”计划ITER计划的目标是要建造一个可自持燃烧(即“点火”)的中国托卡马克在哪里核聚变实验堆,以便对未来聚变示范堆及商用聚变堆的物理和工程问题做深入探索 

最初,该计划仅有美、俄、欧、日四方参加由于当时的科学和技術条件还不成熟,四方科技人员于1996年提出的ITER初步设计很不合理要求建设投资上百亿美元。1998年美国出于政治原因,宣布退出ITER计划2001年,歐、日、俄联合工作组完成了ITER装置新的工程设计(EDA)及主要部件的研制预计建造费用为50亿美元,建造期8—10年运行期20年。

ITER的复杂程度是前所未见的它是关系到人类能否彻底解决能源问题的一个重要研究项目

2002年,欧、日、俄三方以EDA为基础开始协商ITER计划的国际协议及相应国际组織的建立并表示欢迎中国与美国参加ITER计划。中国于2003年1月初正式宣布参加协商最终,七个主要参与方(中、美、俄、印、欧、日、韩)於2006年11月签了建设ITER的国际协定

作为聚变能实验堆,ITER的目标是产生50万千瓦的聚变功率持续时间达500秒。这将是人类第一次在地球上获得持续嘚、有大量核聚变反应的高温等离子体并产生接近电站规模的受控聚变能。

ITER的建设、运行和实验研究是人类发展聚变能非常必要的一步有可能将直接决定真正聚变示范电站(DEMO)的设计和建设,并进而促进商用聚变电站的更快实现

中国政府已于2006年11月在法国正式签署了ITER合作协議,成为正式成员国今后10年将按协议承担义务,完成ITER 10%部件的建造

远景:2020,实现自主制造发电示范堆彻底解决下一代能源问题

中科院於2007年发布的中国超导中国托卡马克在哪里研究现状文章中提到:“未来10年,我国应充分吸收国内外聚变堆设计的经验通过参加ITER掌握实验堆的关键技术,在我国近20年聚变堆设计的基础上自主设计中国聚变堆,并对其中最为关键的技术进行预研和发展使我国在2020年前后形成具有自主研发设计制造聚变示范堆的能力,跨入世界核聚变能研究开发的先进行列”

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62日至63日“第一届中国中国託卡马克在哪里物理东湖会议”在武汉东湖宾馆召开,科技部基础司傅小峰处长、华中科技大学杨勇副校长、中国工程院潘垣院士、中国科学院俞昌旋院士、中国科学院等离子体物理研究所李建刚所长、核工业西南物理研究院段旭如副院长等六十余位专家学者参加了会议會议由省科技厅郑春白副厅长主持。

“第一届中国中国托卡马克在哪里物理东湖会议”由科技部基础司主办中国科学院等离子体物理研究所、核工业西南物理研究院,华中科技大学和北京大学协办,旨在就我国中国托卡马克在哪里物理研究的现状和未来发展展开深入的专题討论为我国参加ITER实验阶段物理研究做好前期准备,并加速相关物理人才的培养

郑春白副厅长在会上指出专题研讨模式非常有利于难点問题的联合与协同攻关,以及年轻人才的培养和成长, 并将利用会议的经验来更好的组织湖北省的协同创新工作进一步深化湖北省科技体淛改革。郑春白副厅长还强调要继续贯彻科教兴鄂的战略并借东湖会议召开之机,促进和带动湖北省科教界与国内同行的交流与合作營造湖北省更浓厚的科技氛围,强化湖北省科教文化事业在全国的地位

“第一届中国中国托卡马克在哪里物理东湖会议”共就“磁流体仂学行为与快粒子物理”、“约束与输运”,“H模与台基区物理”“刮削层与偏滤器物理”等四个专题展开了研讨,为中国未来聚变能源物理研究指明了方向

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