中国团队实现百秒量级强流负离子束引出

仙仙

近日，中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所在自主发展聚变工程技术即研发射频负离子束源方面取得重要进展，实现了稳定可重复的百秒量级强流负离子束引出。


基于射频负离子束源的中性束注入系统是未来聚变堆的重要子系统，作为一种更加高效的加热方式，对实现聚变堆点火和燃烧等离子体控制具有重要意义。聚变堆主机关键系统综合研究设施项目，将研发基于射频负离子束源的中性束注入系统列为必须发展的技术和必须实现的突破。射频负离子束源是其中最关键的核心设备，具有射频馈入稳定性要求高、束引出面积大、连续运行时间长、负离子产生难且易损失的典型特征，研发射频负离子束源整套技术是国际主要核聚变研究单位及聚变界共同面临的挑战。


自合肥综合性国家科学中心在建重点项目——聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT项目开工以来，中科院合肥研究院项目团队加快推进射频负离子束源样机的研制及其性能测试实验研究，建成了射频负离子束源样机，解决了负离子产生和引出中的射频功率稳定馈入、铯注入系统研制与铯循环动力学控制、磁过滤系统研制与性能验证等难题，实现了射频负离子束源稳定可重复的105秒强流负离子束引出，我国成为国际上少数掌握该核心技术的国家。


依托建设和运行全超导托卡马克EAST装置中性束注入系统的十余年经验和技术积累，中科院合肥研究院项目团队坚持自主研发，突破了射频负离子束源研制及稳定运行中的挑战，发展了射频负离子束源研制和运行的关键技术。相关工作也为射频负离子束源中性束注入系统和聚变堆主机关键系统综合研究设施的顺利建设提供了重要保障，为聚变堆中性束注入系统的设计和研制奠定了良好基础。（中国科学报记者杨凡 通讯员桂运安）