5月28日凌晨，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST（東方超環(huán)）控制大廳傳來(lái)捷報(bào)，正在開(kāi)展的第16輪EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億度101秒等離子體運(yùn)行和1.6億度20秒等離子體運(yùn)行，再次創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。

EAST是由國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)的“九五”國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。2020年6月，合肥研究院等離子體物理研究所啟動(dòng)EAST裝置的升級(jí)改造，歷時(shí)一年，性能得到全面提升，并在物理實(shí)驗(yàn)中攻克了穩(wěn)態(tài)高功率加熱、完全非感應(yīng)的高電流驅(qū)動(dòng)、高精度等離子體實(shí)時(shí)控制、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用等技術(shù)難題。1.2億度101秒等離子體運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)，將去年EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的1億度20秒的世界紀(jì)錄提高了5倍，表明EAST裝置綜合研究能力獲得重要進(jìn)展，標(biāo)志著我國(guó)在穩(wěn)態(tài)高參數(shù)磁約束聚變研究領(lǐng)域引領(lǐng)國(guó)際前沿。

核聚變能具有資源豐富、無(wú)碳排放和清潔安全等突出優(yōu)點(diǎn)，是人類未來(lái)理想的清潔能源之一，可為實(shí)現(xiàn)碳中和做出重要貢獻(xiàn)。實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電的兩大難點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)上億度點(diǎn)火和穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)間約束控制。上億度等離子體長(zhǎng)時(shí)間維持尤為困難，這需要將上億度等離子體與零下269度超導(dǎo)磁體、高熱負(fù)荷等離子體與壁材料相互作用、動(dòng)態(tài)精密控制等多項(xiàng)極端條件同時(shí)高度集成和有機(jī)結(jié)合，難度和挑戰(zhàn)非常大，此前國(guó)際上超過(guò)1億度的等離子體運(yùn)行最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間為20秒。

上億度高溫等離子體條件下連續(xù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是未來(lái)聚變發(fā)電的必要條件。本次物理實(shí)驗(yàn)成果是EAST裝置首次在國(guó)際上采用全金屬主動(dòng)水冷第一壁、高性能鎢偏濾器、穩(wěn)態(tài)高功率波加熱、等離子體位形精密控制等一系列未來(lái)聚變堆必須采用的關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證。這些關(guān)鍵技術(shù)是我國(guó)聚變科學(xué)家和工程師近年來(lái)在國(guó)家發(fā)展改革委、科學(xué)技術(shù)部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中科院、安徽省、合肥市以及合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心等的支持下，自主發(fā)展掌握的聚變工程核心技術(shù)。

目前，EAST裝置是國(guó)際上唯一具備與ITER（國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）類似加熱方式和偏濾器結(jié)構(gòu)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，是唯一能在百秒量級(jí)條件上全面演示和驗(yàn)證國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER未來(lái)400秒科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)裝置。EAST裝置上的系列創(chuàng)新研究成果和技術(shù)積累，也為我國(guó)自主建造聚變工程實(shí)驗(yàn)堆提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。