記者22日從合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心了解到，該中心多途徑磁約束核聚變研究中心自主設(shè)計(jì)建造完成國(guó)內(nèi)首臺(tái)緊湊環(huán)注入裝備，并成功利用該裝備對(duì)磁約束等離子體裝置進(jìn)行燃料注入，顯著提升了等離子體密度。這是首次在國(guó)內(nèi)磁約束聚變裝置利用緊湊環(huán)概念實(shí)現(xiàn)芯部加料，標(biāo)志著我國(guó)成為世界上第四個(gè)掌握此關(guān)鍵技術(shù)的國(guó)家。

在未來(lái)聚變反應(yīng)堆條件下，為提高聚變?nèi)紵?，必須將燃料粒子直接注入反?yīng)堆芯部強(qiáng)磁場(chǎng)約束的高溫等離子體中。現(xiàn)有的傳統(tǒng)加料方式，如彈丸和超聲分子束等，其受限于彈丸材質(zhì)及低速等因素，難以直接注入到芯部，新型聚變反應(yīng)堆加料方式的探索勢(shì)在必行。

據(jù)緊湊環(huán)實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人蘭濤副教授介紹，緊湊環(huán)注入技術(shù)具有壽命長(zhǎng)、密度大和速度高的突出優(yōu)點(diǎn)，可為極強(qiáng)磁場(chǎng)大型托卡馬克(如ITER)芯部加料難題提供解決方案。另外還可以通過(guò)精確控制注入量和注入深度，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)等離子體密度與壓力剖面、優(yōu)化等離子體電流分布及改善約束的目標(biāo)。

在本輪實(shí)驗(yàn)中，緊湊環(huán)注入系統(tǒng)(KTX-CTI)被安裝至中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)反場(chǎng)箍縮磁約束聚變實(shí)驗(yàn)裝置(KTX)上，緊湊環(huán)等離子體以正入射方式注入。在KTX反場(chǎng)箍縮等離子體放電過(guò)程中，緊湊環(huán)高速注入后多道太赫茲干涉儀觀測(cè)到等離子體密度剖面顯著抬升，表明注入緊湊環(huán)等離子體已經(jīng)穿透強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)與主等離子體的融合達(dá)到加料效果。實(shí)驗(yàn)?zāi)壳耙呀?jīng)實(shí)現(xiàn)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(shù)達(dá)7.1×1019，指標(biāo)躋身國(guó)際前列。(記者吳長(zhǎng)鋒)

關(guān)鍵詞： 等離子體 湊環(huán)注入磁 密度 磁約束核聚變