國內首次緊湊環注入磁約束等離子體實驗成功

記者22日從合肥綜合性國家科學中心瞭解到，該中心多途徑磁約束核聚變研究中心自主設計建造完成國內首台緊湊環注入裝備，併成功利用該裝備對磁約束等離子體裝置進行燃料注入，顯著提升了等離子體密度。這是首次在國內磁約束聚變裝置利用緊湊環概念實現芯部加料，標誌着我國成為世界上第四個掌握此關鍵技術的國家。

在未來聚變反應堆條件下，為提高聚變燃燒率，必須將燃料粒子直接注入反應堆芯部強磁場約束的高温等離子體中。現有的傳統加料方式，如彈丸和超聲分子束等，其受限於彈丸材質及低速等因素，難以直接注入到芯部，新型聚變反應堆加料方式的探索勢在必行。

據緊湊環實驗負責人蘭濤副教授介紹，緊湊環注入技術具有壽命長、密度大和速度高的突出優點，可為極強磁場大型託卡馬克（如ITER）芯部加料難題提供解決方案。另外還可以通過精確控制注入量和注入深度，實現調節等離子體密度與壓力剖面、優化等離子體電流分佈及改善約束的目標。

在本輪實驗中，緊湊環注入系統（KTX-CTI）被安裝至中國科學技術大學反場箍縮磁約束聚變實驗裝置（KTX）上，緊湊環等離子體以正入射方式注入。在KTX反場箍縮等離子體放電過程中，緊湊環高速注入後多道太赫茲干涉儀觀測到等離子體密度剖面顯著抬升，表明注入緊湊環等離子體已經穿透強磁場實現與主等離子體的融合達到加料效果。實驗目前已經實現了最高注入速度285千米/秒、等離子體最大密度1.2×1022/立方米、最大粒子數達7.1×1019，指標躋身國際前列。（記者吳長鋒）