中国新一代“人造太阳”实验装置在荣启动安装

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昨天的阿尔戈无疑是世界上最热的地方——随着主线圈系统的交付，中国新一代受控核聚变研究装置“中国循环器2 M”在四川成都的全面工程安装开始了。该装置的整体安装完成后，世界领先的“人造太阳”实验装置将在成都诞生。

中国环行器2 m装置是中国大型常规磁体托卡马克聚变研究装置。该装置旨在通过受控的热核聚变(俗称“人造太阳”)给人类带来几乎无限的清洁能源。该装置预计将把中国现有装置中的等离子体电流从1兆安培增加到3兆安培，等离子体温度将超过2亿摄氏度。

气温超过2亿摄氏度。

中国新一代“人造太阳”开始全面安装

“人造太阳”装置中等离子体的温度可以达到1亿多摄氏度，比太阳的温度高10倍。然而，目前还没有已知的材料能够承受这样的温度。科学家们想出了一种方法，利用磁场悬浮高温(数亿摄氏度)和高压等离子体“火球”，而不与周围的任何物质接触。此时，等离子体可以被加热和控制以实现受控的聚变反应和释放能量。

在核工业西南物理研究所(以下简称核西部研究所)，有一个特殊的装置来“遏制”这个火球。这是中国的“人造太阳”装置，中国循环器2A (HL-2A)。中国第二套循环机组a于1999年正式开工建设，并于2002年12月通过验收。中国最新一代的环行器2号M装置，这次已经安装完毕，比中国的环行器2号A装置规模更大，参数更高。它采用了更先进的结构和控制方法。预计在中国现有的设备中，等离子体电流将从1万亿安培增加到3万亿安培，等离子体温度将超过2亿摄氏度。将用于开展聚变堆相关关键物理和工程技术研究，为中国参与国际热核聚变实验堆(ITER)实验和运行以及自主设计和建设未来聚变堆提供重要技术支持，培养核心骨干人才。

“就像组装积木一样，中国循环器2号M单元的部件和系统已经完成，并正式进入组装阶段。安装完成后，可以通过系统的联合调试进行物理实验。”据核西研究所相关负责人介绍，该装置的整体安装将由华西集团四川工业设备安装集团有限公司连接，建成后，中国新一代国际领先的“人造太阳”实验装置将在成都诞生。

控制等离子体配置所需的磁场

主线圈的偏离半径保持在1毫米以内。

编辑了解到该设备有三个核心组件。今年1月获得批准的30万伏安垂直脉冲发生器系统是提供连续电能的“充电宝”。今年3月交付给核西研究所的真空的主机舱是一个直接等离子体操作场所，为等离子体操作提供了一个超高真空的清洁环境。5日交付的主机线圈系统由环形场线圈系统和极场线圈系统组成。它的主要功能是产生约束等离子体所需的磁场，产生初始等离子体，维持等离子体和控制等离子体的结构。

“这次交付的中柱是主磁体线圈的基础，是人造太阳能循环器的核心部件。它的成功交付意味着整个设备安装的启动。”蔡丽军是核西方物理研究所聚变科学研究所的一名工作人员，他说，由于装置中等离子体的温度超过2亿摄氏度，任何物质都无法承受，因此必须使用磁场来阻止等离子体接触装置内部的部件，磁场由线圈提供。“由于线圈的体积和直径很大(可达6米)，高度从离地面4米到8米不等，因此保持线圈的精确定位是一个巨大的挑战。为了提供精确的磁场配置，要求线圈的定位精度偏差在1毫米以内，如同轴度半径。”

编辑了解到，主机线圈系统由东方电气集团东方电气有限公司(以下简称“东方电气”)制造，其中心极的开发是整个线圈系统中最具挑战性的任务。线圈中心极由20组环形场线圈中心段部件和一个中心螺旋线圈CS线圈组成，总重量约为90吨。“制造中心柱非常困难，对加工精度要求极高，在高冲击载荷下使用寿命不低于100，000倍。这在中国还是第一次。没有现成的工艺和设备可供参考，制造技术完全自主。”东方电气公司的负责人说。

什么是“人造太阳”？

也就是说，在地球上建造了一个装置，它通过可控的热核融合模拟太阳发光发热释放能量，从而给人类带来几乎无限的清洁能源，俗称“人造太阳”。

中国循环器的“转型”历程

中国循环一号机组(HL-1) (1984-1992):进行了8年的等离子体实验研究，取得了400多项科研成果。

中国循环器1号装置(HL-1m) (1994-2001):在中国循环器1号装置(HL-1)的基础上进行改造，其主要目标是进行高密度、大功率辅助加热和电流驱动实验。

中国循环器2号a装置(HL-2A)(2002-2019):中国第一个具有先进偏滤器结构和非圆截面的托卡马克核聚变实验研究装置正在使用。

中国循环器2号米装置(HL-2M)(2019-):这是一个升级的HL-2A装置，将很快投入使用。

总工程师杨揭秘中国循环器2号机组:真空室内温度1亿室外温度正常

核聚变能产生多少能量？“有一个生动而相对准确的说法，一升海水通过聚变反应产生相当于300升汽油的能量。”中国循环器2 M装置总工程师杨说，核聚变的完美之处在于反应产物只是惰性气体氦，无毒无害。即使在运行过程中，它也可以立即关闭，几乎没有放射性废物或不可控制的负面影响。原材料容易获得。毕竟，聚变反应所需的元素广泛存在于海水中，“地球上什么都缺，最重要的是海水”。

他说，目前世界上最大的核聚变项目叫做国际热核实验反应堆(ITER)，涉及七个方面。其中，中国承担了9%的研发任务，涵盖了ITER的部分核心组件研发。

"将要建造的中国2号循环器是世界领先的‘人造太阳’实验装置."他说，该装置包括主机真空室、主机线圈系统和主机支撑系统等。其中主机真空室为直接等离子操作场所，为等离子操作提供超高真空的洁净环境，主要由内壳、外壳、加强筋板和各种形式的窗口组成。“有趣的是，主机的室内温度真的是空 1亿摄氏度，而主机外壳外的室外温度是正常的。”(宋燕燕主编摄影与设计)

原标题:挑战2亿℃中国新一代“人造太阳”实验装置在荣启动安装

来源：成都新闻网