【原】比三峽電流總量還多53%,！中國環(huán)流三號創(chuàng)超大電流高約束運(yùn)行紀(jì)錄

科普大世界 2023-08-27 發(fā)布于上海

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我國“人造太陽”的新消息來了,！這一次創(chuàng)紀(jì)錄的是百萬安培電流下的高約束運(yùn)行模式。

據(jù)央視報(bào)道,，8月25日下午,，位于我國四川綿陽的新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”取得重大科研進(jìn)展，其在試運(yùn)行中首次實(shí)現(xiàn)了100萬安培等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行,，又一次刷新了我國磁約束聚變裝置的運(yùn)行紀(jì)錄,。

可控核聚變技術(shù)中的超大電流高約束運(yùn)行的操作十分不易,，在技術(shù)上，中國環(huán)流三號這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)突破了核聚變條件下等離子體大電流高約束模式運(yùn)行控制,、高功率加熱系統(tǒng)注入耦合,、先進(jìn)偏濾器位形控制等可控核聚變研究上的技術(shù)難題。

“中國環(huán)流三號”是我國自主研制的超導(dǎo)托卡馬克裝置,，由中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和研發(fā),，它采用了先進(jìn)的偏濾器位形控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更靈活和更優(yōu)化的等離子體運(yùn)行模式,，具有高功率加熱和電流驅(qū)動系統(tǒng),，可以對等離子體進(jìn)行有效的加熱和控制，是我國探索可控核聚變的新型大科學(xué)裝置,，被稱為繼“東方超環(huán)”之后新一代的“人造太陽”,。

“中國環(huán)流三號”所使用的高約束模式（H模）是一種國際上廣泛更好的的先進(jìn)運(yùn)行模式，目前正在法國建造的“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”就是使用的這種運(yùn)行模式,，其特點(diǎn)是能夠有效提升等離子體整體約束性能,，提升未來聚變堆的經(jīng)濟(jì)性，而且等離子體綜合參數(shù)也可以更高,。

如今“中國環(huán)流三號”首次實(shí)現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行,，其實(shí)也意味著我國已經(jīng)掌握了這一先進(jìn)運(yùn)行模式的關(guān)鍵技術(shù)，也標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域達(dá)到了國際領(lǐng)先水平,。

“100萬安培”就是1兆安,，可能很多朋友都對于1兆安電流有多強(qiáng)沒啥概念，其實(shí)這是一個(gè)非?？鋸埖臄?shù)據(jù),，大部分智能手機(jī)充電電流都在0.5~2安之間，快充也只在4~8安之間,，家庭中100瓦的白熾燈的電流一般是0.45安,，家用電器中通常空調(diào)所用電流最大,，多在3~16安之間,。

拿家用電器的電流量和100萬安培的龐大電流比較似有不妥，我們不妨拿三峽水電站來比一比,，三峽水電站有裝機(jī)容量70萬千瓦的水力發(fā)電機(jī)組共32臺,，發(fā)電時(shí)每臺的輸出電流為22453安，32臺機(jī)組輸出電流相加為71.85萬安,，也就是說三峽水電站輸出電流只相當(dāng)于環(huán)流三號百萬安培約束電流的71.85%,，或者說后者的高約束模式下百萬安培電流運(yùn)行是整個(gè)三峽水電站生成電流的1.5倍多，多出了大約53%。

那么如果用導(dǎo)線來輸送100萬安培的電流,，需要多少金屬電線呢,？直徑一厘米的銅質(zhì)導(dǎo)線載流量大約是300安，那么一兆安就需要333根了,。

等離子體電流強(qiáng)度是“托卡馬克可控”核聚變裝置的核心參數(shù),，而這種類型的核聚變堆又必須要在1兆安培電流基礎(chǔ)上穩(wěn)定運(yùn)行。如今“中國環(huán)流三號”等離子體電流突破1兆安培意義重大,，標(biāo)志著我們距離實(shí)現(xiàn)可控核聚變點(diǎn)火又近了一步,，并且還可在此基礎(chǔ)上常規(guī)開展前沿科學(xué)研究。

中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所副所長鐘武律進(jìn)一步介紹稱,，“中國環(huán)流三號”采用的是先進(jìn)的“托卡馬克”結(jié)構(gòu)與控制方式，高約束運(yùn)行模式下等離子體電流強(qiáng)度可達(dá)到250萬安培以上,，等離子體的離子溫度可達(dá)到1.5億攝氏度,，其規(guī)模和參數(shù)能力均超過以往，能實(shí)現(xiàn)高密度,、高比壓,、高自舉電流運(yùn)行。