CRAFT低杂波系统验收,性能达国际先进水平
6 月 18 日,中国科学院合肥物质科学研究院发布消息,由其承担建设的国家重大科技基础设施项目——聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT),其下属 19 个子系统之一“低杂波电流驱动系统”当天通过专家组测试与验收,整体性能达到国际先进水平。
该系统利用厘米波段电磁波,使波与粒子发生作用,从而推动电子获得定向动量,实现等离子体电流的驱动与加热。其运行原理类似一个“微波灶”,最大功率相当于 4000 台 1000 瓦微波炉同时工作。
本次验收实现了三大技术目标:中心频率 4.6 吉赫兹,微波源最大输出总功率达 4 兆瓦,设计脉冲运行时长为 100 秒,但在实际测试中达到了 1592 秒。
为达成上述目标,项目团队历时五年开展研制攻关,攻克了包括反应堆适用的耦合天线设计、远距离低损耗功率传输、多管并联稳定运行等多项关键技术,并实现全系统国产化。
低杂波电流驱动系统的成功验收,标志着该系统及其核心部件已完成从优化设计、前期验证、制造加工到最终测试的全过程,为未来聚变堆波加热系统的技术发展提供了坚实基础。相关成果也可应用于微波加热、无线通信、医疗健康、电子技术等多个领域。
该设施以中国古代神话人物命名,学名为“聚变堆主机关键系统综合研究设施”,是“十三五”期间启动的国家重大科技基础设施,于 2018 年 12 月开工,预计将于 2025 年底完成全部建设。
核聚变是太阳能量产生的基本方式,如果能够在地球上实现可控模拟,将为人类提供几乎无限的清洁能源。我国自上世纪七十年代起开展相关研究,已建成“东方超环”“中国环流器”等一批重要实验装置,并取得多项关键成果。