2017年7月3日夜晚，國家大科學(xué)裝置——世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克（EAST）東方超環(huán)再傳捷報：實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。這標(biāo)志著EAST成為了世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運(yùn)行持續(xù)時間達(dá)到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。這一里程碑性的重要突破，表明我國磁約束聚變研究在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的物理和工程方面，將繼續(xù)引領(lǐng)國際前沿，對國際熱核聚變實驗堆（ITER）和未來中國聚變工程實驗堆（CFETR）建設(shè)和運(yùn)行具有重大的科學(xué)意義。

ITER計劃是當(dāng)前世界上規(guī)模最大的國際科技合作項目，是人類探尋未來高效清潔能源的重要途徑。實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行是未來聚變堆亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。EAST具有ITER類似的先進(jìn)技術(shù)，未來五年內(nèi)將是國際上唯一有能力開展超過百秒時間尺度的長脈沖高約束聚變等離子體物理和工程技術(shù)研究的實驗平臺，為ITER預(yù)演穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是EAST的重要使命?；谶^去十多年的研究積累，EAST團(tuán)隊通力合作集體攻關(guān)，集中解決長時間尺度下的等離子體位形精確控制、高功率射頻波加熱與電流驅(qū)動、高約束性能等離子體穩(wěn)定性、等離子體與壁相互作用、粒子與熱排出、關(guān)鍵分布參數(shù)的實時診斷等一系列與穩(wěn)態(tài)運(yùn)行密切相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和物理問題，同時對多尺度物理過程的集成和芯部約束與邊界、偏濾器的有效兼容等前沿問題開展了深入的科學(xué)研究。EAST在以低動量注入純射頻波加熱、鎢偏濾器等類似ITER未來運(yùn)行條件下，成功實現(xiàn)了全程擾動幅度較小的邊緣局域模(ELMs)的高約束模式，有效控制了偏濾器靶板熱負(fù)荷和鎢雜質(zhì)返流，獲得了約束改善因子H98y2大于1.1的完全非感應(yīng)電流穩(wěn)態(tài)高性能等離子體，并通過先進(jìn)磁位形的精確控制實現(xiàn)了等離子體運(yùn)行的軟著陸，驗證了超高真空、低溫、大功率電源、超導(dǎo)磁體、射頻波和中性束加熱、計算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的能力。這次實驗的突破進(jìn)一步提升了EAST在國際磁約束聚變實驗研究中的重要地位，其科學(xué)研究成果將為未來ITER長脈沖高約束運(yùn)行提供重要的科學(xué)和實驗支持，更為我國下一代聚變裝置——中國聚變工程實驗堆（CFETR）的預(yù)研、建設(shè)、運(yùn)行和人才培養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。

EAST的研究長期得到國家發(fā)改委、科技部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委等項目的資助，以及安徽省、合肥市等相關(guān)部門的大力支持。一直以來，EAST團(tuán)隊秉承“甘于奉獻(xiàn)，團(tuán)結(jié)協(xié)作，銳意進(jìn)取，爭創(chuàng)一流”的等離子體所大科學(xué)文化精神，以廣迎四海的開放心態(tài)，通過廣泛而深入的國內(nèi)外合作，已將EAST打造成國際上最重要的磁約束核聚變實驗平臺。

新聞背景

EAST裝置是中國自行設(shè)計研制的國際首個全超導(dǎo)托卡馬克裝置。為了在近堆芯的高參數(shù)條件下研究等離子體的穩(wěn)態(tài)和先進(jìn)運(yùn)行，深入 探索實現(xiàn)聚變能源的工程、物理問題，中科院等離子體所在成功建設(shè)中國第一個超導(dǎo)托卡馬克HT-7的基礎(chǔ)上，提出了“HT-7U全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置 建設(shè)”計劃，項目名稱在2003年10月正式由HT-7U改為EAST。EAST由實驗“Experimental”、先進(jìn)“Advanced”、超導(dǎo) “Superconducting”、托卡馬克“Tokamak”四個單詞首字母拼寫而成，中文意思是“先進(jìn)實驗超導(dǎo)托卡馬克”，同時具有“東方”的含意。

EAST裝置的主機(jī)部分高11米，直徑8米，重400噸，由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統(tǒng)等六大部件組成。其實驗運(yùn)行需要有大規(guī)模低溫氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型超導(dǎo)體測試、大型計算機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集處理、兆瓦級低雜波電流驅(qū)動和射 頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進(jìn)診斷測量等系統(tǒng)支撐。學(xué)科涉及面廣，技術(shù)難度大，許多關(guān)鍵技術(shù)目前在國際上尚無經(jīng)驗借鑒。特別是EAST運(yùn)行需要超大電流、超強(qiáng)磁場、超高溫、超低溫、超高真空等極限環(huán)境，從芯部上億度高溫到線圈中零下269度低溫，給裝置的設(shè)計、制造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。

EAST的建造具有十分重大的科學(xué)意義，它不僅是一個全超導(dǎo)托卡馬克，而且具有會改善等離子體約束狀況的大拉長非圓截面的等離子體位形，它的建成使我國成為世界上 少數(shù)幾個擁有這種類型超導(dǎo)托卡馬克裝置的國家，使我國磁約束核聚變研究進(jìn)入世界前沿。在裝置建成后的10-15年期間，能在裝置上對建造穩(wěn)態(tài)先進(jìn)的托卡馬 克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究，并使中國在人類開發(fā)清潔而又無限的核聚變能的領(lǐng)域內(nèi)做出自己應(yīng)有的重大貢獻(xiàn)。