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[新闻资讯] 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

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发表于 2019-7-5 11:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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https://mp.weixin.qq.com/s/Y8q-ook69RSRnyng1p-y7g

记者从中科院离子体物理研究所获悉,该所EAST超导托卡马克团队在前期工作基础上,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。研究成果日前在线发表在国际物理期刊《物理评论快报》上。


在托卡马克核聚变实验装置中,高约束等离子体的边界区域会周期性地爆发出一种称为边界局域模(ELM)的不稳定性。大幅度ELM类似太阳耀斑爆发,造成等离子体能量和粒子的瞬间释放,喷射出强大的热脉冲,侵蚀装置的内壁,甚至导致材料的熔化,并产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部等离子体,制约聚变堆长时间稳态运行。


在未来聚变堆上,需要将ELM带来的瞬态热负荷降低至少20倍,这是国际热核聚变实验堆ITER面临的一个严峻挑战,探索无ELM或具有小幅度ELM的高约束运行模式及其物理机制,是磁约束聚变研究的一个重大科学前沿问题。


Grassy ELM是一种特殊的自发高频小幅度ELM,它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELM的1/20,但其机理和获得条件不清楚,国际一些主流托卡马克上一直难以稳定地获得这种运行模式。在未来聚变堆上,能否稳定可靠地获得这种运行模式,是国际聚变界亟待回答的问题。


EAST团队在与未来聚变堆类似的金属壁、低旋转、电子主导加热等物理条件下,确认了获得这一模式的物理条件。他们在实验中首次揭示出Grassy ELM形成的内在动力学机制,并发现它对杂质具有很强的排出能力,特别适合实现高性能等离子体的长时间稳态运行。这一运行模式为解决聚变堆瞬态热负荷瓶颈问题,实现聚变堆的稳态运行提供了一种潜在的新方案。


据悉,我国正在开展1GW聚变功率的聚变工程实验堆CFETR的集成工程设计,这种运行模式的等离子体部分归一化参数与CFETR的设计参数接近,为应用于未来ITER和CFETR高性能稳态运行模式奠定了物理基础。


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发表于 2019-7-5 13:05 | 显示全部楼层
这个是个突破吗
不过我觉得这是其中一步
只要走就好
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发表于 2019-7-5 13:57 超大游击队员 | 显示全部楼层
不错继续努力
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发表于 2019-7-5 14:17 超大游击队员 | 显示全部楼层
这方面的技术和研究不需要保密吗?我觉得具体技术不应该公开。
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发表于 2019-7-5 14:37 超大游击队员 | 显示全部楼层
学士后 发表于 2019-7-5 14:17
这方面的技术和研究不需要保密吗?我觉得具体技术不应该公开。

这方面的研究是全世界,全人类共同参与,共同出成果的,不存在"保密"的概念。
人类在最尖端的科学研究方面目前并没有什么国别的概念,真正要到保密的时候那也是得等尖端技术的理论研究已经完成,实用化指日可待,项目进入工程化的时候。
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发表于 2019-7-5 14:54 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

学士后 发表于 2019-7-5 14:17
这方面的技术和研究不需要保密吗?我觉得具体技术不应该公开。

理论不需要保密,因为发展理论光靠自己是办不到的;需要保密的是实现理论的技术,只要拥有技术就会有更多的数据,就会在理论上占据主动
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发表于 2019-7-5 15:26 超大游击队员 | 显示全部楼层
H模不是好几年前都发现了吗?也没有获得几百秒的维持呀
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发表于 2019-7-5 17:19 超大游击队员 | 显示全部楼层
本帖最后由 学士后 于 2019-7-5 17:30 编辑
asds145 发表于 2019-7-5 14:54
理论不需要保密,因为发展理论光靠自己是办不到的;需要保密的是实现理论的技术,只要拥有技术就会有更多 ...


我觉得,理论是比技术更重要,理论是新技术和创新的重要源泉。短期内看起来没有实用可能的理论也许可以公开,但是有重要价值并且可能实用的理论应该考虑是否应该公开。
如果相关理论的公开导致我们在核聚变发电技术的先机和优势地位丧失,甚至这个理论被别人率先利用导致我们自己落后时,这个逼还值得装吗?
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发表于 2019-7-5 17:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
oyzw 发表于 2019-7-5 15:26
H模不是好几年前都发现了吗?也没有获得几百秒的维持呀

EAST团队发现Grassy ELM高性能稳态运行模式形成机理


剑啸易水寒
深知身在情长在,前尘不共彩云飞。
已关注
来源:中国科学院等离子体物理研究所
  在托卡马克核聚变实验装置中,高约束等离子体的边界区域会周期性地爆发出一种称为边界局域模(ELM)的不稳定性。大幅度ELM类似太阳耀斑爆发,造成等离子体能量和粒子的瞬间释放,喷射出强大的热脉冲,侵蚀装置的内壁,甚至导致材料的熔化,并产生大量杂质粒子污染聚变堆芯部等离子体,使得聚变堆难以长时间稳态运行。在未来聚变堆上,需要将ELM带来的瞬态热负荷降低至少20倍,这是国际磁约束聚变界,特别是国际热核聚变实验堆ITER面临的一个严峻挑战,探索无ELM或具有小幅度ELM的高约束运行模式及其物理机制是磁约束聚变研究的一个重大科学前沿问题。
  近日,EAST超导托卡马克团队在前期成功探索、实现了杂草型小幅度边界局域模(Grassy
ELM)运行的基础上,揭示了Grassy ELM产生的物理机制,进而利用这种自发的高频小幅度Grassy
ELM,发展出了一种高性能稳态等离子体运行模式,并系统验证了其与未来聚变堆若干运行条件的兼容性。相关研究成果于6月26日在线发表在国际权威物理期刊Physical
Review Letters上。
  Grassy
ELM是一种特殊的自发高频小幅度ELM,它带来的瞬态热负荷通常低于常规大幅度ELM的1/20。具有Grassy
ELM的高约束运行模式适用于聚变堆台基低碰撞率条件,并且其较高的边界安全因子降低了等离子体发生大破裂的风险,因此这种运行模式被国际聚变界认为在未来强磁场稳态聚变堆上具有很好的应用前景。类似Grassy

ELM的运行模式在国际其它托卡马克上也曾被观察到过,但其机理和获得条件不清楚,在国际一些主流托卡马克上一直难以稳定地获得这种运行模式。在未来聚变堆上,能否稳定可靠地获得这种运行模式,是国际聚变界亟待回答的问题。
  EAST团队负责人万宝年研究员、课题组长徐国盛研究员带领科研人员针对Grassy
ELM运行模式这一前沿课题组织了攻关,在与未来聚变堆类似的金属壁、低旋转、电子主导加热等物理条件下,稳定重复地实现了Grassy
ELM高性能稳态运行[B. N. Wan et al., Nuclear Fusion 59, 112003 (2019); G. S. Xu
et al., 27th IAEA-FEC, 2018 India,
EX/P2-4],确认了获得这一模式的物理条件,并将这一模式的部分归一化参数扩展到了未来聚变堆的区间。在实验中发现较高的刮削层密度和较宽的边界台基是Grassy
ELM运行模式形成的关键因素,首次揭示出台基分布演化过程中剥离气球模不稳定性边界的移动是Grassy
ELM形成的内在动力学机制。并通过实验验证了它与辐射偏滤器、高密度、高自举电流份额、完全非感应驱动等未来稳态聚变堆特需条件的兼容性。此外,实验发现它对杂质具有很强的排出能力,特别适合实现高性能等离子体的长时间稳态运行。这一运行模式为解决聚变堆瞬态热负荷瓶颈问题,实现聚变堆的稳态运行提供了一种潜在的新方案。中国正在开展1GW聚变功率的中国聚变工程实验堆CFETR的集成工程设计,这种运行模式的等离子体部分归一化参数与CFETR的设计参数接近,可以应用于未来CFETR的稳态运行。
  EAST装置是我国自主设计建造的,世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。自2010年获得高约束等离子体以来,EAST团队一直致力于为聚变堆的高约束稳态运行提供解决方案,在过去的9年时间里,EAST装置不断打破高约束等离子体运行时间的世界记录,率先在国际上突破百秒量级高约束稳态运行[B.
N. Wan et al., Nuclear Fusion 57, 102019 (2017); B. N. Wan et al.,
Nuclear Fusion 59, 112003 (2019)]。
  EAST接下来的目标是在更高的注入功率下,在ITER基本运行模式的时间尺度上实现高约束等离子体稳态运行。高功率注入条件下的ELM瞬态热负荷问题成为阻碍这一科学目标实现的主要障碍,Grassy

ELM高性能稳态运行模式的获得及其形成机理上的突破为EAST实现更高功率更长时间尺度上的运行提供了有效的解决方案,进而为ITER和CFETR高性能Grassy
ELM稳态运行模式的发展奠定了物理基础。
  EAST团队取得的这一研究成果得益于等离子体所长期以来秉承的大科学团队精神以及与国内外开展的良好合作。相关研究工作得到了国家科技部、发改委、中科院、国家基金委等项目的资助,以及安徽省、合肥市、合肥综合性国家科学中心等相关部门的大力支持。
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发表于 2019-7-5 17:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
主楼说的不全,我发的有更详尽的解释
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发表于 2019-7-5 20:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
国际热核聚变实验堆(ITER)计划建造工程最近中核中标了。
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发表于 2019-7-5 22:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
老王是好人 发表于 2019-7-5 17:30
EAST团队发现Grassy ELM高性能稳态运行模式形成机理



不明觉厉哦
82EB1C13D77D3A76088432871494C562.jpg
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发表于 2019-7-5 23:34 | 显示全部楼层
除了商业公司敢吹离可控核聚变近,哪个搞研究的敢说离可控核聚变近?
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发表于 2019-7-6 08:56 超大游击队员 | 显示全部楼层
这个发现能获得诺贝尔奖么
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发表于 2019-7-6 09:01 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

wangbin瑟尔 发表于 2019-7-6 08:56
这个发现能获得诺贝尔奖么

很多发现都重要,但拿不了诺贝尔奖
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发表于 2019-7-6 15:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
QGP 发表于 2019-7-6 09:01
很多发现都重要,但拿不了诺贝尔奖

解决问题就行
FE9304BC2F91C9CFB36F4CAD9FC6807E83452409.jpg
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发表于 2019-7-6 16:32 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式


他问的是诺贝尔奖
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发表于 2019-7-6 17:06 超大游击队员 | 显示全部楼层
QGP 发表于 2019-7-6 16:32
他问的是诺贝尔奖

我也不管它什么奖 能解决问题就行
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发表于 2019-7-6 18:14 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

oyzw 发表于 2019-7-6 17:06
我也不管它什么奖 能解决问题就行

最终问题是可控核聚变,能不能最终解决现在说了不算,历史上有太多的希望最后是失望乃至绝望,还早不急
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发表于 2019-7-6 18:54 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

学士后 发表于 2019-7-5 17:19
我觉得,理论是比技术更重要,理论是新技术和创新的重要源泉。短期内看起来没有实用可能的理论也许可以 ...

理论体系的建设不可能封闭,谁封闭谁死。所以尖端先锋科学家的国际地位才那么高。各国对理论科学家基本都没什么限制,应用科学家限制比较多。
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发表于 2019-7-6 19:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
学士后 发表于 2019-7-5 17:19
我觉得,理论是比技术更重要,理论是新技术和创新的重要源泉。短期内看起来没有实用可能的理论也许可以 ...

值得,因为理论研究就是拼图,你根本说不清最重要的那块拼板在谁那里,会出现在谁那里,只有所有人把自己手里的拼板扔出来,大家才能进步得快,如果大家都捂着,最终的结果无非是都无法进步或者进步很慢。
如果你和别人玩割裂,自己有的不拿出来分享,那么大家也不会与你分享,命运共同体变成数个小集体,而毫无疑问,哪个集体规模大,哪个必然进步得快,因为小集体力量小,即使在某一刻某一点领先,也很容易被追上。
因此,如果不是强到可以在科研方面力抗全世界,谁也不敢退出这个圈子玩自闭,想要保证自己的优势?那就投更多钱,更多人,更多设施去搞,提高在科研领域自己的比重,提高在前沿追寻的团队的数量,下一个重要发现也许就是你的。
而你的重要发现多,优秀团队多,研究设施多而先进,天然会吸引这个领域的顶级人才流入,这个"逼"装的不仅仅装出面子,还装出了钱(知识产权收费),更装出了更强的能力,等你能力够强,又有某个重大战略价值的领域先别人一步走到了能工程化的程度,你就可以像当年原子弹那样,打个时间差,走上巅峰
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发表于 2019-7-7 10:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
wyk126 发表于 2019-7-5 14:37
这方面的研究是全世界,全人类共同参与,共同出成果的,不存在"保密"的概念。
人类在最尖端的科学研究方 ...

实验设备的技术,猪猡巴早就禁运了
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发表于 2019-7-7 10:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
oyzw 发表于 2019-7-6 17:06
我也不管它什么奖 能解决问题就行

炸药奖就是个北约分猪肉的把戏罢了,拿它当回事你就永远只能像小脚盆那样跟在美弟欧猪屁股后面吃土
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发表于 2019-7-7 12:11 | 显示全部楼层
不稳定流体是个迷,多探索也许有其他意外发现
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发表于 2019-7-9 18:45 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

抗中主力认怂党 发表于 2019-7-7 10:14
炸药奖就是个北约分猪肉的把戏罢了,拿它当回事你就永远只能像小脚盆那样跟在美弟欧猪屁股后面吃土{:162: ...

那你说说炸药奖有多少不是实至名归?自己得不到,天天酸也没什么办法
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头像被屏蔽
发表于 2019-7-14 14:58 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

学士后 发表于 2019-7-5 14:17
这方面的技术和研究不需要保密吗?我觉得具体技术不应该公开。

保密一般是实现的工艺技术类型吧
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发表于 2019-7-14 17:31 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

活力小囡囡 发表于 2019-7-9 18:45
那你说说炸药奖有多少不是实至名归?自己得不到,天天酸也没什么办法

炸药奖把奖项发给一些分 裂 分 子后就对它失望了
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发表于 2019-7-14 17:37 超大游击队员 | 显示全部楼层
超大的游访者 发表于 2019-7-14 17:31
炸药奖把奖项发给一些分 裂 分 子后就对它失望了

那个分裂分子这么牛皮可以拿炸药奖啊?和平奖也算?
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发表于 2019-7-15 08:48 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

活力小囡囡 发表于 2019-7-14 17:37
那个分裂分子这么牛皮可以拿炸药奖啊?和平奖也算?

必须是和平奖!!!!
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发表于 2019-7-15 09:23 超大游击队员 | 显示全部楼层
活力小囡囡 发表于 2019-7-14 17:37
那个分裂分子这么牛皮可以拿炸药奖啊?和平奖也算?

和平奖是打着诺贝尔的旗号挂羊头卖狗肉的
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发表于 2019-7-16 02:39 超大游击队员 | 显示全部楼层
不稳定流体…不确定变成可控的…真不定是出路…
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发表于 2019-7-16 11:16 | 显示全部楼层
对这个领域了解不是很多,但是感觉很多时候,这个东西类似于氢弹研究————氢弹最大的秘密其实就是“氢弹是可以制造出来的”,很多时候这种基础研究落地变工程项目,最关键的问题就在于可行性,很多理论的研究都是处于“看着像条路,但是不知道能不能走通”的情况,如果研究的结果是“这条路可以走通,只是需要自己研究方法”,其实就是很大的成就了
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发表于 2019-7-16 11:37 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

学士后 发表于 2019-7-5 17:19
我觉得,理论是比技术更重要,理论是新技术和创新的重要源泉。短期内看起来没有实用可能的理论也许可以 ...

理论是重要,但是不可能每修一栋房子都给牛顿交发现费,每造一台摄像机都交爱因斯坦一笔发现费。所以理论还是全世界人类共享的财富
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发表于 2019-7-16 15:00 | 显示全部楼层
核聚变研究了几十年了,,根本行不通,只是养着一些人,,所以这些什么人造太阳大家茶余饭后笑下好了,,讨论无意义
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发表于 2019-7-18 08:46 | 显示全部楼层

RE: 中科院离子体物理研究所找到“人造太阳”高性能稳态运行模式

本帖最后由 爪子拍 于 2019-7-18 08:47 编辑
学士后 发表于 2019-7-5 17:19
我觉得,理论是比技术更重要,理论是新技术和创新的重要源泉。短期内看起来没有实用可能的理论也许可以 ...


只给理论没具体参数也是白搭,就像航空发动机,图纸都给你了不给你材料的配方和工艺,你还是搞不出来。
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发表于 2019-7-18 18:10 超大游击队员 | 显示全部楼层
我今年43了,能在有生之年看到聚变堆商用嘛?
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