核聚變與等離子體物理-中國核聚變研究

1、中國核聚變研究,中國的聚變研究 － 磁約束 中國的磁約束聚變研究計劃 系統(tǒng)的開始于1970年代。主要由兩個專業(yè)研究所（核工業(yè)西南物理研究院 — SWIP和中國科學(xué)院等離子體物理研究所 — ASIPP）從事高溫等離子體和聚變工程研究，中國科大、清華大學(xué)、華中科大先后涉入磁約束研究領(lǐng)域。主要研究途徑為托卡馬克，唯一的球形托卡馬克裝置由中國科學(xué)院物理研究所與清華大學(xué)工程物理系共同建設(shè)，2003年投入運行。,自80年代后期，國家開始

2、啟動支持基礎(chǔ)研究的計劃，支持力度逐漸加大。磁約束聚變因此而得到較大的發(fā)展，呈現(xiàn)出強上升的勢頭，一些工作開始站在國際聚變研究的前沿。但是總的綜合實力還有相當(dāng)?shù)牟罹啵环矫媸峭度胗行┎蛔?，另一方面是缺乏強有力的高技術(shù)基礎(chǔ)支持。,主要研究裝置有：,其中CT-6B為中國第一臺托卡馬克，EAST全超導(dǎo)托卡馬克屬國家重大科學(xué)工程，HT-7、HL-2A系引進(jìn)重建，TEXT-U為引進(jìn)。,左上：HL-2A 由ASDEX改建，2003建成，已開始實驗。首期

3、投資0 .9億，二期0 .7億，已開始執(zhí)行。核工業(yè)西南物理研究院（ SWIP ）,右下：HT-7超導(dǎo)托卡馬克，1995建成。等離子體物理研究所（ASIPP）,左上：EAST（HT-7U）超導(dǎo)托卡馬克國家大科學(xué)工程項目，2005年建成，國家投資1.65億元，總投資約2億。ASIPP,右下：SUNIST，中國唯一的球形托卡馬克，清華大學(xué)、中科院物理所。,左上：HL-1M，國內(nèi)長期實驗的重要裝置之一，SWIP,右下：我國首臺托卡馬克，中科院物

4、理所。,KT-5C，重要的基礎(chǔ)實驗、診斷開發(fā)和教學(xué)裝置，中國科技大學(xué)。,近三十的發(fā)展，我國的聚變研究成為受到國際聚變界關(guān)注的力量 盡管從投入的強度看，比較發(fā)達(dá)國家甚至發(fā)展中國家（如韓國、印度）還有差距，裝置規(guī)模還處于接近第二代托卡馬克的水平。但我國的聚變研究已開始與國際的先進(jìn)課題接軌，出現(xiàn)了個別的原創(chuàng)性成果，受到了國際同行的重視，如：超音速工作氣體注入、超導(dǎo)裝置的特殊壁處理模式等。,特別是超導(dǎo)托卡馬克運行和它所提供的長脈沖運行條件，

5、使我國聚變研究成為世界上極少數(shù)能提供這樣的實驗平臺并掌握了超導(dǎo)、低溫全過程經(jīng)驗的國家。以我為主的國際合作研究近年來取得了發(fā)展。在美國退出ITER后，國家支持EAST超導(dǎo)托卡馬克工程充分表達(dá)了國家對長遠(yuǎn)能源研究的關(guān)切。 EAST的成功將使我國處于國際磁約束實驗研究的前列，吸引國際聚變科學(xué)家的參與，ITER提供必要的運行和實驗經(jīng)驗。,但是應(yīng)該看到我國的聚變研究與國際的差距仍然明顯: 缺乏提升聚變研究整體水平所需的一些關(guān)鍵裝備和技

6、術(shù)，聚變工程相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展與裝置的發(fā)展難以匹配。特別是高功率的輔助加熱裝備、大型時空分辨的診斷、新材料研制的工藝等。 理論的研究還缺乏面上基礎(chǔ)的支持，理論研究的隊伍日漸單薄。,這與多方面因素有關(guān)。韓國投入ITER的分擔(dān)費用由工業(yè)承擔(dān)60%，日本工業(yè)直接支持其國內(nèi)的聚變研究、參與聚變工程的研發(fā)。我國的工業(yè)部門對聚變這類的大科學(xué)工程的關(guān)注缺乏動力及鼓勵機制，研究所直接承受裝置和工程發(fā)展的壓力。 希望通過ITER的建設(shè)，能夠改變局

7、面，促進(jìn)我國聚變研究向著聚變能的應(yīng)用方向得到均衡發(fā)展。,中國的聚變研究 － 慣性約束 因為這一約束途徑有著模擬核爆炸的中間應(yīng)用而得到了穩(wěn)定、系統(tǒng)的支持，二十余年來在激光器、靶、激光與靶相互作用等方面都取得了很大進(jìn)展。 我國激光慣性約束聚變的研究起步在國際上說還較早。在60年代即已進(jìn)行用激光打氘靶出中子實驗，以后主要在增大激光的能量和提高光束品質(zhì)方面努力。1987年神光Ⅰ號裝置建成，共有兩路激光輸出，每路激光800J，脈

8、寬1ns。,在神光Ⅰ裝置上開展了許多高功率激光和等離子體相互作用的研究。1984年，在上海高功率激光物理聯(lián)合實驗實建造神光II，它有八路激光，總能量為6kJ，三倍頻后的輸出能量約為3kJ。 另外，中國原子能科學(xué)研究院已建成一臺氟化氪分子激光裝置天光I號，它共有6束激光，激光能量為100J，已用于研究短波長高功率激光和等離子體的相互作用。,中國的慣性聚變界在快點火的研究中也跟上了世界的步伐： 中科院物理所建立起了具有國際先進(jìn)