钨偏滤器助阵 “人造太阳”百秒跨越

中国科学院等离子体物理研究所4日宣布,国家大科学装置--全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)在全球首次实现了101.2秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行模式,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

EAST高11米、直径8米、重达400吨,是我国第四代核聚变实验装置,其科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源,所以被称为“人造太阳”。

值得注意的是,从60秒到5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,这百秒量级的跨越,离不开金属钨的助阵护航。

钨偏滤器图片
钨具有高熔点、高热导率、低溅射率、低燃料滞留与低中子活化等优良特性,是聚变实验堆及示范堆中面向等离子体材料(PFM)的首选。目前国际热核聚变试验堆(ITER)的偏滤器采用钨/铜结构,大型托卡马克如JET、ASDEX-U、WEST均进行了基于W-PFM的材料研发及应用。

而PFM作为高温等离子体外围的第一道屏障,其耐高束流低能等离子体(包括D/T/He粒子)、稳态热流(~10 MW/m2)与瞬态热冲击(~GW/m2)、高能14 MeV聚变中子辐照的能力是等离子体高参数稳态运行的保证。

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