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工程項目簡介

內(nèi)容

HT-7是一個寵大的實驗系統(tǒng)，其包括HT-7超導(dǎo)托卡馬克裝置主體，大型超高真空系統(tǒng)，中國規(guī)模最大的低溫液態(tài)氦系統(tǒng)，大型計算機(jī)控制及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，大型高功率脈沖電源及其回路系統(tǒng)，兆瓦級低雜波電流驅(qū)動及射頻波加熱系統(tǒng)，以及數(shù)十種復(fù)雜的診斷測量系統(tǒng)。

裝置的物理及技術(shù)指標(biāo)

開發(fā)與研究歷史

20世紀(jì)90年代初期，中國等離子體所利用前蘇聯(lián)贈送的原價值約1500萬美元的T-7裝置進(jìn)行大幅度改造，使其成為研究性能更加先進(jìn)、完善的中國第一個超導(dǎo)托卡馬克——HT-7。

1991年，等離子體物理研究所和俄羅斯庫爾恰托夫科學(xué)中心核聚變研究所簽訂了合作協(xié)議。

1994年12月至次年3月，成功地進(jìn)行了HT-7首次工程聯(lián)調(diào)。其中，于1994年12月28日得到首次等離子體。

1995年3月9日，HT-7等離子體電流峰值已達(dá)135kA，持續(xù)時間大于200ms。

1998年，國務(wù)院科教領(lǐng)導(dǎo)小組批準(zhǔn)了國家“九五”重大科學(xué)工程HT-7U的立項，HT-7也部分承擔(dān)其新一代的前期實驗任務(wù)。

1999年，中國與俄羅斯的科學(xué)家合作研制了擁有國際領(lǐng)先水平的快速掃描電子回旋輻射測量系統(tǒng)及湯姆遜散射系統(tǒng)。同年，獲得穩(wěn)定可重復(fù)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)等離子體，放電時間長達(dá)10.7，標(biāo)志著我國的磁約束核聚變研究進(jìn)入國際水平。

2001年11月30日，HT-7實現(xiàn)了等離子體電流>100kA、電子密度超過1.0×10 m 、持續(xù)5s的長脈沖放電；在離子伯恩斯波和低雜波協(xié)同作用下，實現(xiàn)放電脈沖長度大于100能量約束時間、電子溫度20，000，000℃的高約束穩(wěn)態(tài)運行。另外，為了實現(xiàn)裝置的高功率、穩(wěn)態(tài)運行，實驗系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)項重大改進(jìn)。

2002年1月5日，HT-7實現(xiàn)控制電子溫度超過5，000，000℃，持續(xù)長達(dá)20s的可重復(fù)高溫等離子體放電；并實現(xiàn)了電子溫度超過10，000，000℃、中心密度大于每立方米1.2×10 m 、超過10s的高參數(shù)等離子體放電。

2003年3月29日，中心電子溫度接近5，000，000℃、獲得最長放電時間達(dá)到63.95s、中心密度大于每立方米8×10 m 的非感應(yīng)全波驅(qū)動的高溫等離子體。

2004年6月1日，長脈沖低雜波電流驅(qū)動實驗中HT-7獲得了電子溫度超過10，000，000℃、長達(dá)240s的穩(wěn)態(tài)等離子體放電。

2005年，長脈沖運行HT-7實驗中，成功地實現(xiàn)了306s的穩(wěn)態(tài)等離子體放電，等離子體電流達(dá)60kA。

2006年，首次在HT-7上實現(xiàn)了外部總注入功率大于1MW的等離子體加熱，加熱總功率超過1.3MW（包括歐姆功率），所達(dá)到的平均加熱功率密度（超過0.1MW/m ）已與國際上幾個同時的大型裝置（0.05~0.12MW/m ）持平。

2007年，HT-7低雜波和離子回旋總加熱功率達(dá)到1.1MW。離子回旋高頻發(fā)射機(jī)末級系統(tǒng)與HT-7裝置成功連接，取得了輸入功率為370kW的成績。此外，實驗團(tuán)隊在波加熱、交流運行、壁處理等實驗中取得了新的成果。

2008年3月21日凌晨，HT-7獲得電子溫度12，000，000℃，持續(xù)長達(dá)400s（其中全波等離子體驅(qū)動超過250s）重復(fù)穩(wěn)定的高溫等離子體，等離子體電流超過60kA，中心電子密度曾達(dá)到5×10 /m ，。外部總注入功率（包括歐姆功率）接近1.5MW。此外，HT-7還獲得了在切斷歐姆加熱場的條件下，完全由低雜波驅(qū)動等離子體電流，持續(xù)達(dá)200s的杰出成績。

2013年5月7日HT-7已成功進(jìn)行逾十輪實驗，中國科學(xué)院等離子體物理研究所宣布HT-7退役，后續(xù)實驗將以HT-7U為主。

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