激光散射技術捕捉億度等離子體,放電時長破百秒
中科院合肥物質院EAST裝置在研究核聚變領域取得了重要進展。通過應用激光湯姆遜散射技術,成功實現了對1億攝氏度等離子體的每秒1000次密度和溫度的監測。這項技術使得研究人員能夠實時掌握等離子體的動態變化,為核聚變研究提供了精確的數據支持。
激光湯姆遜散射系統能夠精確測量等離子體的電子密度和溫度,這一過程對于掌握核聚變反應的關鍵參數至關重要。在EAST裝置中,激光束與等離子體中的自由電子相互作用,產生散射光,通過分析這些散射光的特性,可以準確測量等離子體的溫度和密度變化。這一技術的高效應用,使得研究人員能夠在瞬時捕捉到等離子體的瞬時狀態,為后續實驗提供了數據支持。
得益于實時反饋控制系統的優化,高約束模式放電被成功延長至105秒。這一進展不僅顯著提高了等離子體穩定性,也為未來更長時間的聚變反應奠定了技術基礎。此外,能量增益因子Q值的提升至0.8,意味著在實驗過程中,釋放出的能量達到了輸入能量的近乎8成,這為聚變能源的實現提供了進一步的信心。
值得注意的是,這一系統的關鍵光學組件的國產化率已超過90%。這不僅減少了對國外技術的依賴,也促進了國內技術的自主創新。在這一技術的推動下,中國在核聚變研究領域的技術實力得到了明顯提升,能夠為國際核聚變研究貢獻力量。
根據未來計劃,到2028年,這一技術將應用于ITER國際熱核實驗堆,為全球核聚變研究提供支持。ITER項目是全球核聚變領域的重要國際合作項目,旨在為實現核聚變能源的商業化應用奠定基礎。中科院合肥物質院EAST裝置的突破性成果,為這一目標的實現提供了重要的技術支撐。
未來,隨著激光散射技術的進一步優化,核聚變研究將進入一個新的階段,聚變能源的應用前景將更加廣闊。中科院合肥物質院的研究團隊將繼續致力于核聚變相關技術的創新,為能源領域的可持續發展做出積極貢獻。