面向磁约束聚变实验的先进中子发射谱仪诊断的研究

本文评述了EAST和HL－2A托卡马克装置上开展的聚变发射中子谱仪研究的进展．面向等离子体物理研究和ITER装置中子诊断技术发展的最新需求,针对EAST和HL-2A托卡马克装置的低中子产额（10^9-10^11s^-1）场,设计和发展了全数字化的液体闪烁谱仪和芪晶体中子谱仪．进行了EAST和HL-2A放电实验聚变中子产额随时间演化规律的研究,开展了HL-2A装置上NBI辅助加热效果的评估和EAST聚变等离子体锯齿震荡的中子通量诊断．使用液体闪烁谱仪和芪晶体中子谱仪测量实现了EAST放电的芯部聚变离子温度诊断,首次将托卡马克装置实验中子能谱直接诊断离子温度的下限推到1keV以下．在EAST装置上建设的双环式球形阵列中子飞行时间谱仪将为托卡马克装置辅助加热和快离子物理研究打下坚实的基础．     

安徽持续加强基础研究五大成果引领全省创新发展

正近年来,安徽省依托合肥综合性国家科学中心建设,持续加强基础科学研究,取得了一批引领性、突破性原创科技成果,部分领域在国内乃至世界实现了从跟跑到并跑、领跑的华丽转身。一是大科学装置集群效应显著增强。同步辐射光源、全超导托卡马克、稳态强磁场三大装置合作联动,发挥同步辐射光源和稳态强磁场技术共性,推进设施联用,在新能源与核聚变、新材料、物质与生命科学交     

聚变反应堆条件下等离子体中阿尔芬本征模的分析

通过对托卡马克装置的研究,为中国聚变工程试验堆和国际热核聚变反应堆提供了理论和工程技术。本文基于当前主要的托卡马克,运用磁流体力学数值模拟程序和动理学混合模拟程序,探究了不同类型托卡马克装置上的离散型阿尔芬本征模,以及在高能量粒子条件下离散阿尔芬本征模的不稳定性特征,为中国聚变工程试验堆和国际热核聚变反应堆提供理论参考。模拟发现在三类托卡马克装置上,较宽的运行范围内,都存在离散阿尔芬本征模,且这种本征模易受高能量粒子激发成不稳定模式。离散阿尔芬本征模的不稳定性潜在影响未来聚变反应堆的稳态运行。     

安徽省科技体制改革的现状分析与对策建议

<正>一、安徽省科技体制改革的现状党的十八大以来，安徽省科技体制改革全面发力、多点突破、纵深推进，重点领域和关键环节改革取得实质性进展，科技创新的基础性制度框架基本确立。1.构建战略科技力量体系安徽省建成以国家实验室、合肥综合性国家科学中心为引领的国家战略科技力量体系，量子信息科学国家实验室作为安徽省科技创新“一号工程”加速推进。截至2021年底，合肥综合性国家科学中心引进各类人才2299人，形成“3+4+N”大科学装置集群，     

EAST全超导托卡马克高约束稳态运行实验研究进展

开发安全、清洁的核聚变能,最终解决人类能源危机是聚变科学与技术研究的终极目标. 21世纪初启动建设的国际热核聚变实验堆(ITER)项目,促使聚变能开发朝商业应用迈进了一大步.具有ITER类似结构的托卡马克(Tokamak)磁约束聚变装置开展的等离子体放电实验,成为了现阶段聚变能开发研究的焦点.中国科学院等离子体物理研究所自主设计、建造的全超导托卡马克EAST,面向未来聚变反应堆关键的工程与物理问题开展了大量的探索研究.其中,在关于聚变反应堆能否经济实用地投入商用发电的高约束稳态运行实验研究方面,取得了一系列重大突破.继2012年实现400 s低约束模长脉冲运行、验证系统长脉冲运行能力之后, 2017年EAST又刷新了高约束模等离子体放电运行时间的世界纪录,成为首个具备100 s量级高约束模准稳态运行能力的托卡马克装置,并且首次触及到了磁约束聚变等离子体中最长的时间尺度——粒子平衡时间.为面向反应堆燃烧等离子体第一壁高热负荷承载,高约束边界局域模抑制以及长时间稳态运行控制的工程与物理问题的开拓研究,提供了国际磁约束聚变界最好的实验平台.现已在EAST上开展了钨铜水冷偏滤器、锂化第一壁、射频波电流驱动、弹丸注入、精确磁面位形控制、边界局域模和高热负荷缓解等一系列相关实验,并取得了重要的研究进展.     

中国磁约束聚变科学技术研究进展专题·编者按

<正>核聚变能安全、清洁、资源丰富.从20世纪60年代中期到70年代,聚变研究在世界主要大国兴起,并先后建造了多种类型的磁约束聚变装置,诸如托卡马克、磁镜、仿星器、箍缩类装置等,在这些装置上对高温等离子体问题开展了大量的研究,在磁约束聚变能科学技术快速发展的同时,极大地推动了等离子体物理学的发展.     

科技在线

3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了由国家发改委组织的国家峻工验收。     

安徽提出争创量子、能源与人工智能三个国家实验室

<正>安徽省是国内量子科研的重镇,近年来先后牵头实施了"墨子号"量子科学实验卫星、量子保密通信"京沪干线"等国际领先的重大科技项目。在此基础上,安徽省政府提出进一步夯实量子信息科研的物质和技术基础,推动量子科技领域创新突破,着力打造承载国家使命、代表国家水平的重大创新平台,积极创建量子信息科学国家实验室。安徽合肥是目前国家批准建设的三大综合性国家科学中心之一,拥有全超导托卡马克EAST核聚变实验装置,以及认知智     

我国磁约束聚变研究进展和展望

我国磁约束聚变近年来在工程技术发展和物理研究方面都取得了一些重要进展,一些研究已与未来聚变反应堆所涉及的重大前沿课题密切相关。随着HL-2A装置的不断完善和国际上第一个非圆截面全超导托卡马克EAST的投入运行,以及中国加入国际热核实验反应堆计划,为中国聚变事业带来了前所未有的发展机遇。     

我市将首次利用“垃圾发电”

8月15日前后，俗称“人造太阳”的全超导托卡马克EAST核聚变实验装置将在合肥科学岛上进行首次等离子体放电实验。这意味着这一装置进入正式运行阶段。     

合肥综合性国家科学中心建设政策实施进展与成效

合肥综合性国家科学中心获批以来,围绕建成国际一流水平、面向国内外开放的综合性国家科学中心的发展目标,安徽加快在"平台""人才""科技""产业"四个关键环节部署政策。本文梳理政策实施的最新进展和科学中心建设情况,反映政策实施成效以及建设中涌现出的先进典型。     

安徽聚焦聚力建设合肥综合性国家科学中心成效显著

正2017年初,国家发改委和科技部复函同意安徽建设合肥综合性国家科学中心,合肥综合性国家科学中心成为继上海之后国家正式批准建设的第二个国家科学中心。一年来,安徽省全面贯彻党的十九大精神,放百年眼光、举全省之力,着力搭架构、建项目、聚人才、创机制,高起点开局、高标准推进合肥综合性国家科学中心建设,布局世界一流重大科技基础设施集群,汇聚全球顶尖研发机构和高水平研究团队,在基础研究、交叉前沿研究领域取得了一系列重大原创性、颠覆性科技成果,引领安徽区域创新能力持续保持全国第一方阵。     

钨在等离子体破裂时的表面损伤

在托卡马克类型的聚变装置中,面向等离子体材料在等离子体破裂过程中要承受剧烈的热负荷,这会使得面向等离子体材料表面受到严重的损伤。实验中将纯钨样品放入HT-7托卡马克的刮削层中,以研究等离子体与纯钨表面的作用。实验后发现样品表面产生了等离子体冲击痕和熔化斑痕。     

托卡马克中聚变中子的能谱测量

大、中型托卡马克在D-D和D-T运行条件下聚变中子能谱测量具有重要意义。论述了几种最新的聚变中子能谱仪,评估了各种聚变中子能谱仪的优势、适用的范围和技术方面的局限性,并对即将建成的HL-2A(中国环流器二号A)托卡马克的聚变中子的泄漏能谱测量以及研究聚中子在通过中子倍增剂过程中的能谱变化,在聚变中子能谱诊断方面提供了几种可供选择的技术方案。     

安徽推进合肥综合性国家科学中心建设引领创新发展

正2017年1月,合肥综合性国家科学中心(以下简称合肥科学中心)获批建设以来,安徽省面向世界科技前沿、面向重大战略需求、面向经济主战场,放百年眼光、集全省之力,全力推进建设具有全球影响力的综合性国家科学中心,量子信息、聚变能源等战略领域研究的国际影响力不断攀升。     

世界首台全超导核聚变实验装置在合肥首轮实验成功——我国聚变研究向前迈出一大步

我国自行设计、研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置，9月28日在此间进行的首轮物理放电实验过程中，成功获得电流超过200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。这标志着世界上新一代超导托卡马克核聚变实验装置已经正式投入运行，我国聚变研究向前迈出一大步。     

JET装置中的离散阿尔芬本征模探讨

当前的磁约束聚变装置常常运行在先进托卡马克区域内,先进托卡马克区域内存在负磁剪切,s<0(s=rdq/dr)。在JET(Joint European Torus)装置中探讨了一种新型的离散阿尔芬本征模式——αTAE(α-induced to-roidal Alfvén eigenmode),研究其模式随s或α变化的特性,α=-q2Rdβ/dr。这里,q是安全因子,β是等离子体压力与磁压力之比,R和r分别代表托卡马克的大半径和小半径。     

任意纵横比下的自举电流的求解

自举电流最早是由Bickerton、Connor和Taylor发现的。自热核聚变装置TFTR以及后来的JET、JT-60以来,自举电流都受到了广泛的关注。直到现在,自举电流被认为是维持托卡马克装置稳定运行的根本。由于非感应电流驱动的效率很低．这使得用非感应电流驱动提供聚变中全部等离子体电流的成本非常巨大．导致托卡马克装置稳定运行变得不可能。     

SUNIST球形托卡马克MHD不稳定性的探讨

托卡马克已经逐步成为磁约束聚变研究的主流,本文介绍了中国联合球形托卡马克SUNIST上的磁流体力学（MHD）不稳定性的测量和分析,提出了控制不稳定性的设想。     

利用外加偏压导体法控制球形托卡马克电磁扰动实验研究

MHD(Magneto hydrodynamic,磁流体力学)不稳定性是托卡马克磁约束聚变等离子体中的基本物理现象,是影响装置放电稳定性及等离子体约束性能的重要因素,通过磁探针诊断对球形托卡马克上的Mirnov扰动进行测量和分析,并利用外加偏压导体方法首次对扰动进行抑制。