我国发展出了“人造太阳”高性能稳态运行模式

2019-07-04 10:24  来源:科技日报  浏览:  

从中科院离子体物理研究所获悉,该所EAST超导托卡马克团队在前期工作基础上,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。研究成果日前在线发表在国际物理期刊《物理评论快报》上。

在托卡马克核聚变实验装置中,高约束等离子体的边界区域会周期性地爆发出一种称为边界局域模(ELM)的不稳定性。大幅度ELM类似太阳耀斑爆发,造成等离子体能量和粒子的瞬间释放,喷射出强大的热脉冲,侵蚀装置的内壁,甚至导致材料的熔化,并产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部等离子体,制约聚变堆长时间稳态运行。

在未来聚变堆上,需要将ELM带来的瞬态热负荷降低至少20倍,这是国际热核聚变实验堆ITER面临的一个严峻挑战,探索无ELM或具有小幅度ELM的高约束运行模式及其物理机制,是磁约束聚变研究的一个重大科学前沿问题。

Grassy ELM是一种特殊的自发高频小幅度ELM,它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELM的1/20,但其机理和获得条件不清楚,国际一些主流托卡马克上一直难以稳定地获得这种运行模式。在未来聚变堆上,能否稳定可靠地获得这种运行模式,是国际聚变界亟待回答的问题。

EAST团队在与未来聚变堆类似的金属壁、低旋转、电子主导加热等物理条件下,确认了获得这一模式的物理条件。他们在实验中首次揭示出Grassy ELM形成的内在动力学机制,并发现它对杂质具有很强的排出能力,特别适合实现高性能等离子体的长时间稳态运行。这一运行模式为解决聚变堆瞬态热负荷瓶颈问题,实现聚变堆的稳态运行提供了一种潜在的新方案。

据悉,我国正在开展1GW聚变功率的聚变工程实验堆CFETR的集成工程设计,这种运行模式的等离子体部分归一化参数与CFETR的设计参数接近,为应用于未来ITER和CFETR高性能稳态运行模式奠定了物理基础。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
比尔盖茨的下一代核电站即将启动!

比尔盖茨的下一代核电站即将启动!

风能、太阳能、地热能、水能、波浪能等等可再生能源是全球能源生产行业中脱碳,以及遏制化石燃料使用计划的重要支撑。但由于间歇性、位置依赖性、土地要求等很多原因,它们还无法单独扛起这个大梁。想要完全消除世界能源行业的温室气体,需要有一种廉价的、可扩展的零排放能源形式,并能以 24/7/365 全天候可靠地生产电力。
华龙一号:在核电“万国牌”夹缝中打造出一张崭新的中国名片

华龙一号:在核电“万国牌”夹缝中打造出一张崭新的中国名片

“我们能够自己研制出‘两弹一星’,为什么就不能自主研制出达到世界先进水平的核电站?”中核集团华龙一号总设计师邢继没想到,为了求解这个问题,他用了34年时间。
发电效率40%最高,全球首座20万千瓦高温气冷堆今年发电

发电效率40%最高,全球首座20万千瓦高温气冷堆今年发电

核电是重要的清洁能源之一,目前全球核电技术正处于第三代,还在发展高温气冷堆等全新技术,今年中国建设的全球首座20万千瓦高温气冷堆年内正式发电。全国政协委员、中核集团科技与信息化部主任钱天林6日在接受科技日报记者采访时表示,示范工程将于4月装料,今年年底发电正式投入商业运行。
“华龙一号”的“金钟罩”!能抗住大飞机撞击、航油的燃烧

“华龙一号”的“金钟罩”!能抗住大飞机撞击、航油的燃烧

“能抗住大飞机撞击、航油的燃烧,内壳和外壳之间形成负压,即使内壳受损,放射性物质也不会泄漏到环境中去。”近日,中核集团首席专家、中国核电工程有限公司总工程师、“华龙一号”总设计师邢继说,“华龙一号”核电机组——中核集团福建福清核电5号机组投入商业运行,其安全壳是保证电站安全的最后一道实体屏障,对于核电站的安全至关重要。
美国报告建议:现在

美国报告建议:现在 "紧急 "投资,预商用试验版的核聚变电站可在2040年投运!

美国能源部的一份新报告称,如果对该项目进行 "紧急 "投资,一个预商用试验版的核聚变电站可能会在2040年之前在美国投入运行。美国国家科学、工程和医学科学院的一份新报告建议,如果美国想利用其对ITER等多国项目的贡献,并乘着私人绿色能源投资的浪潮,现在是 "紧急 "推动重大投资的时候了,以建立一个试点核聚变能源工厂,并在2035-2040年之间投入使用。

推荐阅读

热文

Copyright © 能源界