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激光散射技術(shù)捕捉億度等離子體，放電時(shí)長破百秒
中科院合肥物質(zhì)院EAST裝置在研究核聚變領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。通過應(yīng)用激光湯姆遜散射技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了對1億攝氏度等離子體的每秒1000次密度和溫度的監(jiān)測。這項(xiàng)技術(shù)使得研究人員能夠?qū)崟r(shí)掌握等離子體的動(dòng)態(tài)變化，為核聚變研究提供了精確的數(shù)據(jù)支持。
激光湯姆遜散射系統(tǒng)能夠精確測量等離子體的電子密度和溫度，這一過程對于掌握核聚變反應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)至關(guān)重要。在EAST裝置中，激光束與等離子體中的自由電子相互作用，產(chǎn)生散射光，通過分析這些散射光的特性，可以準(zhǔn)確測量等離子體的溫度和密度變化。這一技術(shù)的高效應(yīng)用，使得研究人員能夠在瞬時(shí)捕捉到等離子體的瞬時(shí)狀態(tài)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)支持。
得益于實(shí)時(shí)反饋控制系統(tǒng)的優(yōu)化，高約束模式放電被成功延長至105秒。這一進(jìn)展不僅顯著提高了等離子體穩(wěn)定性，也為未來更長時(shí)間的聚變反應(yīng)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。此外，能量增益因子Q值的提升至0.8，意味著在實(shí)驗(yàn)過程中，釋放出的能量達(dá)到了輸入能量的近乎8成，這為聚變能源的實(shí)現(xiàn)提供了進(jìn)一步的信心。
值得注意的是，這一系統(tǒng)的關(guān)鍵光學(xué)組件的國產(chǎn)化率已超過90%。這不僅減少了對國外技術(shù)的依賴，也促進(jìn)了國內(nèi)技術(shù)的自主創(chuàng)新。在這一技術(shù)的推動(dòng)下，中國在核聚變研究領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力得到了明顯提升，能夠?yàn)閲H核聚變研究貢獻(xiàn)力量。
根據(jù)未來計(jì)劃，到2028年，這一技術(shù)將應(yīng)用于ITER國際熱核實(shí)驗(yàn)堆，為全球核聚變研究提供支持。ITER項(xiàng)目是全球核聚變領(lǐng)域的重要國際合作項(xiàng)目，旨在為實(shí)現(xiàn)核聚變能源的商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。中科院合肥物質(zhì)院EAST裝置的突破性成果，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了重要的技術(shù)支撐。
未來，隨著激光散射技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化，核聚變研究將進(jìn)入一個(gè)新的階段，聚變能源的應(yīng)用前景將更加廣闊。中科院合肥物質(zhì)院的研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)致力于核聚變相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，為能源領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。
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