“人造太陽”科研團隊榮獲中國青年五四獎章集體

4月28日,共青團中央、全國青聯在北京舉行第23屆“中國青年五四獎章”頒獎儀式,中科院合肥物質研究院等離子體所“匠心聚合、品質極限”核聚變大科學工程創新團隊榮獲“中國青年五四獎章集體”。

該團隊自主設計研製並擁有完全智慧財產權的世界首個全超導核聚變實驗裝置東方超環EAST,自主發展了68項關鍵核心技術,建成了20個國際先進的平臺和系統,並在物理實驗運行中創造了多項世界紀錄。

第23屆中國青年五四獎章頒獎現場圖片

關於東方超環,令人印象最深刻的非鎢偏濾器莫屬了。據團員丁銳介紹,“小太陽”中高溫等離子體直接接觸的材料就是鎢,若依照常規使用,頃刻間這些材料就會被高溫腐蝕,更會對裝置運行產生危害。EAST有“人造太陽”之稱,其科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下,像太陽一樣發生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源。顧名思義,東方超環至少要盡可能比擬太陽的溫度。

去年,由合肥物質研究院團隊研發的全超導托卡馬克實驗裝置成功實現電子溫度一億度的高溫等離子體運行。而在此之前,地球上是沒有任何容器能“容得下”如此高溫的物體的。科研團隊花費了近五年的時間,才成功完成對鎢材料的研究課題。

世界首個全超導核聚變實驗裝置東方超環EAST圖片

鎢具有高熔點、高熱導率、低物理濺射率、高濺射閾值能量、低燃料滯留與低中子活化等優良特性,是聚變實驗堆及示範堆中面向等離子體材料(PFM)的首選。在托卡馬克中,為了獲得純淨的熱核聚變等離子體,必須對雜質進行有效控制。對雜質的拉制主要是控制雜質在器壁表面的產生、雜質流入主等離子體區及雜質從主等離子體中的流出問題。而鎢偏濾器的作用就是將等離子體與第一壁進行隔絕並且對流入雜質進行遮罩,作為與高溫氣體直接接觸的金屬。

“小太陽”東方超環EAST作為世界上第一個全超導非圓截面核聚變實驗裝置,集中了超高溫、超低溫、超大電流、超強磁場和超高真空等多項極限。並且,令國人自豪的是:EAST整個項目的國產化率達到90%以上,自研率在70%以上。

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