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項目目標(biāo)

我國是國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）聯(lián)盟的成員之一，并且先進超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置（EAST）將是擬議的ITER項目技術(shù)的一個測試平臺。

建成一個具有非圓小截面全超導(dǎo)托卡馬克。在其上實現(xiàn)高參數(shù)、長脈沖和穩(wěn)態(tài)運行；在以上條件下開發(fā)先進運行模式，并進行熱流平衡和粒子流平衡控制的實驗研究。

EAST將測試：

鈮鈦極向場超導(dǎo)磁體，使其成為第一個帶有環(huán)向場和極向場超導(dǎo)磁體的托卡馬克裝置；

非感應(yīng)電流驅(qū)動；

脈沖高達1000秒與0.5MA的等離子電流；

通過實時診斷控制等離子體不穩(wěn)定性的方案（“穩(wěn)態(tài)托卡馬克等離子體的先進診斷技術(shù)”）；

偏濾器和面對等離子體的組件的材料；

操作在 β N = 2，限制因子 H 89 > 2；

項目意義

EAST將使我國核聚變研究計入國際先進水平，為未來先進核聚變反應(yīng)堆的工程技術(shù)核物理基礎(chǔ)、為人類能在21世紀(jì)后半葉實際使用聚變能做出貢獻。

EAST是我國核聚變研究的一個重要里程碑，并將為未來的國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）提供技術(shù)試驗溫床。

項目內(nèi)容

根據(jù)設(shè)計，EAST項目的主要技術(shù)特點和指標(biāo)是：16個大型“D”字形超導(dǎo)縱場磁體將產(chǎn)生縱場強度（BT）3.5特斯拉；12個大型極向場超導(dǎo)磁體可以提供磁通量變化量ΔФ≥10伏特/秒。通過這些極向場超導(dǎo)磁體，EAST能產(chǎn)生超過100萬安培的等離子體電流、持續(xù)達1000秒、在高功率加熱下溫度將超過一億攝氏度。

EAST主體實驗裝置結(jié)構(gòu)

EAST實驗裝置的主機部分高達11米，直徑達8米，重約400噸。它們主要由超高真空室、縱場系統(tǒng)、極向場系統(tǒng)、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦及支撐系統(tǒng)等六大部件組成。

另外，EAST的實驗運行需要大型超高真空、大型超導(dǎo)體測試、大規(guī)模低溫液氦制冷、大型高功率脈沖電源及其回路、大型計算機控制和數(shù)據(jù)采集處理、兆瓦級低雜波電流驅(qū)動和射頻波加熱以及多種先進診斷測量等系統(tǒng)支持。

歷史

我國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)和先進運行，深入探索實現(xiàn)聚變發(fā)電的物理及工程問題，中科院等離子體物理研究所在成功建設(shè)我國首個超導(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。為使國內(nèi)外研究人員等便于記憶、易于發(fā)音同時又明確其科學(xué)含義，該項目的名稱在2003年10月正式由HT-7U改為“EAST”。

該裝置計劃于1996年被提出，1998年國家計委正式立項。其作為國家“九五”大科學(xué)工程的開工報告于2000年10月獲中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會正式批準(zhǔn)。根據(jù)2003年的進度表， 主要建筑物與設(shè)施于2003年開始建造，2003年至2005年組裝托卡馬克。主機和分系統(tǒng)的研制安裝工作于2005年底基本完成，2006年2月1日到3月17日進行首次工程調(diào)試。調(diào)試中，最受關(guān)注的低溫調(diào)試和磁體通電測試均獲得圓滿的成功。該裝置至今投資約3億人民幣。

2006年9月28日，該裝置首次成功放電。這是全球首個投入運行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置，標(biāo)志著我國科學(xué)家在“盜取天火”的征程中又邁了一大步。2007年二月的實驗中，EAST產(chǎn)生了持續(xù)了近3秒的200千安培的等離子放電。2007年3月1日，順利通過了國家發(fā)改委組織的國家竣工驗收。

2016年1月28日凌晨零點26分，我國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置EAST成功實現(xiàn)了電子溫度超過5千萬度、持續(xù)時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電，這是國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續(xù)時間最長的等離子體放電。該成果在未來聚變堆研究中具有里程碑意義，標(biāo)志著我國在穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究方面繼續(xù)走在國際前列。目前，EAST已成為國際上穩(wěn)態(tài)磁約束聚變研究的重要實驗平臺，其研究成果將為未來國際熱核聚變實驗堆ITER實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束放電提供科學(xué)和工程實驗支持，并將繼續(xù)下一代聚變裝置—聚變工程實驗堆前期預(yù)研奠定重要的科學(xué)基礎(chǔ)。

2016年11月2日消息，我國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所承擔(dān)的國家大科學(xué)工程“人造太陽”實驗裝置EAST在第11輪物理實驗中再獲重大突破，獲得超過60秒的穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體放電。EAST因此成為世界首個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模運行持續(xù)時間達到分鐘量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。

設(shè)計特點

全超導(dǎo)磁體

主動冷卻結(jié)構(gòu)

非圓形截面

EAST托卡馬克參數(shù)

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