#人造太阳 #热核聚变 #核聚变 #可控核聚变 #太阳的距离 真·2020新闻
【国际热核聚变实验堆重大工程安装正式启动】
国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装28日在位于法国南部圣保罗-莱迪朗斯镇的该组织总部正式启动。
本次启动的是国际热核聚变实验堆托卡马克装置安装工程。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。它的中央是一个环形真空，外面围绕着线圈。通电时其内部会产生巨大螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高温度，以达到受控核聚变的目的。
ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，它旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索受控核聚变技术商业化可行性。欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯共同资助了这一项目。
根据ITER此前发表的公报，通过对项目进展的评估，托卡马克装置有望在2025年获得第一束等离子体。(新华网)
【国际热核聚变实验堆重大工程安装正式启动】
国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装28日在位于法国南部圣保罗-莱迪朗斯镇的该组织总部正式启动。
本次启动的是国际热核聚变实验堆托卡马克装置安装工程。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。它的中央是一个环形真空，外面围绕着线圈。通电时其内部会产生巨大螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高温度，以达到受控核聚变的目的。
ITER是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，它旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索受控核聚变技术商业化可行性。欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯共同资助了这一项目。
根据ITER此前发表的公报，通过对项目进展的评估，托卡马克装置有望在2025年获得第一束等离子体。(新华网)
#核聚变 不明觉厉
【核聚变大科学工程 实现百秒量级强流负离子束引出】
聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT项目建设传来捷报，中科院合肥研究院等离子体物理研究所在自主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。
自聚变堆主机关键系统综合研究设施开工以来，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，负离子引出束流密度达到153A/m2，该参数是按照国际通用的利用电流传感器测量方法获得的，这也使我国成为国际上少数掌握该核心技术的国家。(中国新闻网)
【核聚变大科学工程 实现百秒量级强流负离子束引出】
聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT项目建设传来捷报，中科院合肥研究院等离子体物理研究所在自主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。
自聚变堆主机关键系统综合研究设施开工以来，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，负离子引出束流密度达到153A/m2，该参数是按照国际通用的利用电流传感器测量方法获得的，这也使我国成为国际上少数掌握该核心技术的国家。(中国新闻网)
#核聚变 #人造太阳
【中国自主研制的“人造太阳”重力支撑设备正式启运】
据中新社9月12日消息，可控核聚变装置俗称“人造太阳”，是照亮人类未来的终极能源梦想。中核集团12日披露，由中国完全自主研制的国际热核聚变实验堆(ITER)重力支撑批量产品11日在贵州遵义正式启运。(每日经济新闻)
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#核聚变
【科学家开发出紧凑型聚变反应堆】
科学家开发出一种紧凑型聚变反应堆。被称为 Sparc 的反应堆由 MIT 研究人员以及一家衍生公司 Commonwealth Fusion Systems 开发，其建造工作将从明年春天启动，预计 3 到 4 年完成。如果测试成功的话，该公司预计到下个十年建造一座发电站利用聚变发电。这一雄心勃勃的时间表要比正在建设中的国际热核实验反应堆（ITER）更快。ITER 的建设始于 2013 年，预计到 2035 年产生聚变反应。Sparc 比 ITER 要小得多，只有网球场大小，而 ITER 则有足球场大小。Sparc 的费用也比 ITER 更低。ITER 估计将花费 220 亿美元以上。Commonwealth Fusion 目前已经筹集到了 2 亿美元。（Solidot）
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#核聚变 #人造太阳 #韩国
【韩国聚变装置 KSTAR 实现了 1 亿度等离子体运行 20 秒】
韩国超导托卡马克核聚变装置 KSTAR 实现了 1 亿度等离子体运行 20 秒。这是目前维持时间最长的记录。此前中科院合肥等离子体物理研究所的超导托卡马克装置 EAST（东方超环）实现了 1 亿度等离子体运行近 10 秒。托卡马克（Tokamak）利用磁约束实现受控核聚变，国际热核聚变实验堆（ITER）是目前在建的最大托卡马克核聚变反应堆。韩国计划到 2025 年实现 1 亿度等离子体运行 300 秒。（Solidot）
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【韩国聚变装置 KSTAR 实现了 1 亿度等离子体运行 20 秒】
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#人造太阳 #核聚变
【中国核聚变新一代“人造太阳”装置首次放电】
澎湃新闻从中核集团获悉，2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为中国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。
中国环流器二号M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是中国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，采用更先进的结构与控制方式，等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿度。(澎湃新闻)
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#人造太阳 #核聚变 #新能源
【人造太阳：1亿摄氏度“燃烧”100秒 】
记者从中科院合肥物质科学研究院获悉，该院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），将于近期完成新一轮升级改造，向芯部电子温度1亿摄氏度、100秒长脉冲等离子体的科研新目标发起挑战，力争将世界可控核聚变能源研究推向新高度。
中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，EAST是我国重大科学工程，目标为人类开发核聚变能源提供工程和物理实验基础，建成以来已开展实验96000余次，先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破。(新华网 @微博)
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中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，EAST是我国重大科学工程，目标为人类开发核聚变能源提供工程和物理实验基础，建成以来已开展实验96000余次，先后实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行、电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等国际重大突破。(新华网 @微博)
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#火星 #航天 #载人航天 #经济圈 #航班化 #核热推进 #核聚变 #天梯 #近地球轨道 #地球空间驿站 #轨道转移 #重型运载火箭
【王小军：中国载人火星探测“三步走”设想】
2021年全球航天探索大会在俄罗斯召开，中国航天科技集团一院院长、IAF副主席王小军应邀作了题为《载人火星探测航天运输系统》的大会报告。、王小军简要回顾了全球火星探测的发展情况，在此基础上，提出了未来载人火星探测发展路线及任务架构，明确了载人火星探测任务航天运输系统的组成、特点、总体方案与设计参数。
1, 载人火星探测“三步走” 设想
第一步机器人火星探测（技术准备阶段）
主要任务：火星采样返回、火星基地选址考察、原位资源利用系统建设等。
第二步初级探测（初步应用阶段）
主要任务：载人环火、轨道探测、载人火星着陆探测、火星基地建设等。
第三步航班化探测（经济圈形成阶段）
主要任务：包括大规模地火运输舰队，大规模开发与应用等。
2. 载人火星探测任务架构
影响任务构架设计的因素有地火转移轨道类型、出发时间、出发点、推进技术、是否采用气动捕获等。
地火转移轨道类型：基本轨道分为长停留合式轨道和短停留冲式轨道。地球和火星之间也存在着循环轨道，可以定期重返地球和火星，适用于长期多次的载人火星探测任务。
出发时间：2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等。
出发点：选择高椭圆轨道（HEO）的出发较为合适。
推进技术：核热推进是目前载人火星探测方案设计的重要选择。核聚变推进理论上具有更高比冲性能，需要理论和技术的突破，适合作为载人火星探测更远期的研究目标。
此外，我国还研究将天梯这一新型运输系统作为空间出发点，能降低火星探测运输的规模。
3. 每个阶段技术特点
机器人火星探测阶段：
采用大型或重型运载火箭，直接将探测器发射至地火转移轨道，探测器采用化学推进，选择脉冲式合式轨道，并利用反推制动达到火星进行探测。
初期载人探测阶段：
针对轨道转移设计了一种新型任务构架，该构架采用核电核热推进组合、人货分运，在近地球轨道（LEO）组装，从HEO出发，配合使用火星气动捕获。
航班化载人火星探测阶段：
采用核动力一体化运输模式，从地球空间驿站、日地L2等基地出发，选择地火循环轨道，地火循环轨道上已布置转移飞行器，转移飞行器的推进剂由地面或空间加注站补给。
4. 任务描述
进入地球轨道+地球轨道组装+地火转移+火星登陆与上升+火星轨道对接+返回地球
飞行时间：往返数百天
飞行距离：数百万公里到数亿公里
轨道交会对接：数次甚至10余次
5. 设计参数
地球上升段：7枚重型运载火箭和1枚载人运载火箭，采用化学推进剂。
地球空间摆渡地火转移阶段：基于高比冲核电推进技术的摆渡级，以及基于高比冲大推力核热推进技术的地火转移运载器。
火星空间：基于化学推进的火星着陆与上升器。
地火转移运载器：采用核热核电双模式，以三台10吨级推力的核热发动机作为主要动力，利用核电系统为各分系统提供电源。
载人型转移运载器：总质量为246吨，加注108吨液氢，可以运送包括深空居住舱、载人飞船等共65吨的有效载荷。
载货型转移运载器：总质量为328吨，加注76吨液氢，有效载荷质量为206吨。(中国航天报 @微信)
【王小军：中国载人火星探测“三步走”设想】
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1, 载人火星探测“三步走” 设想
第一步机器人火星探测（技术准备阶段）
主要任务：火星采样返回、火星基地选址考察、原位资源利用系统建设等。
第二步初级探测（初步应用阶段）
主要任务：载人环火、轨道探测、载人火星着陆探测、火星基地建设等。
第三步航班化探测（经济圈形成阶段）
主要任务：包括大规模地火运输舰队，大规模开发与应用等。
2. 载人火星探测任务架构
影响任务构架设计的因素有地火转移轨道类型、出发时间、出发点、推进技术、是否采用气动捕获等。
地火转移轨道类型：基本轨道分为长停留合式轨道和短停留冲式轨道。地球和火星之间也存在着循环轨道，可以定期重返地球和火星，适用于长期多次的载人火星探测任务。
出发时间：2033年、2035年、2037年、2041年、2043年等。
出发点：选择高椭圆轨道（HEO）的出发较为合适。
推进技术：核热推进是目前载人火星探测方案设计的重要选择。核聚变推进理论上具有更高比冲性能，需要理论和技术的突破，适合作为载人火星探测更远期的研究目标。
此外，我国还研究将天梯这一新型运输系统作为空间出发点，能降低火星探测运输的规模。
3. 每个阶段技术特点
机器人火星探测阶段：
采用大型或重型运载火箭，直接将探测器发射至地火转移轨道，探测器采用化学推进，选择脉冲式合式轨道，并利用反推制动达到火星进行探测。
初期载人探测阶段：
针对轨道转移设计了一种新型任务构架，该构架采用核电核热推进组合、人货分运，在近地球轨道（LEO）组装，从HEO出发，配合使用火星气动捕获。
航班化载人火星探测阶段：
采用核动力一体化运输模式，从地球空间驿站、日地L2等基地出发，选择地火循环轨道，地火循环轨道上已布置转移飞行器，转移飞行器的推进剂由地面或空间加注站补给。
4. 任务描述
进入地球轨道+地球轨道组装+地火转移+火星登陆与上升+火星轨道对接+返回地球
飞行时间：往返数百天
飞行距离：数百万公里到数亿公里
轨道交会对接：数次甚至10余次
5. 设计参数
地球上升段：7枚重型运载火箭和1枚载人运载火箭，采用化学推进剂。
地球空间摆渡地火转移阶段：基于高比冲核电推进技术的摆渡级，以及基于高比冲大推力核热推进技术的地火转移运载器。
火星空间：基于化学推进的火星着陆与上升器。
地火转移运载器：采用核热核电双模式，以三台10吨级推力的核热发动机作为主要动力，利用核电系统为各分系统提供电源。
载人型转移运载器：总质量为246吨，加注108吨液氢，可以运送包括深空居住舱、载人飞船等共65吨的有效载荷。
载货型转移运载器：总质量为328吨，加注76吨液氢，有效载荷质量为206吨。(中国航天报 @微信)
乌鸦观察
#人造太阳 #核聚变 #可控核聚变 【中国人造太阳1.2亿摄氏度燃烧101秒 刷新纪录】 5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍。科研人员称新纪录进一步证明核聚变能源的可行性，也为迈向商用奠定物理和工程基础。（新华社）
#人造太阳 #核聚变 #可控核聚变
【中国“人造太阳”实现千秒级等离子体运行】
12月30日晚，中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。
EAST是国家发改委批准立项的国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制，用来探索核聚变能源应用。实现核聚变发电的两大难点是实现上亿摄氏度点火和稳定长时间约束控制。
EAST装置实验运行总负责人龚先祖告诉记者：“2021年上半年，我们把电子温度1.2亿摄氏度等离子体维持了101秒，这次我们是把电子温度近7000万摄氏度的长脉冲高参数等离子体维持了1056秒，注入能量达到1.73吉焦。这是两个不同阶段的目标，千秒等离子体运行的实现，为未来建造稳态的聚变工程堆奠定坚实的科学和实验基础。”
经过国际社会70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆“篇章”。目前，1兆安的等离子体电流、电子温度1亿摄氏度的等离子体、1000秒的连续运行时间，上述三个条件在EAST上已分别实现。
据科研人员介绍，本轮实验至少持续到2022年6月，EAST科研团队将在未来聚变堆类似条件下，向更高参数稳态高约束等离子体运行等科学目标发起冲击。(新华社)
【中国“人造太阳”实现千秒级等离子体运行】
12月30日晚，中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。
EAST是国家发改委批准立项的国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制，用来探索核聚变能源应用。实现核聚变发电的两大难点是实现上亿摄氏度点火和稳定长时间约束控制。
EAST装置实验运行总负责人龚先祖告诉记者：“2021年上半年，我们把电子温度1.2亿摄氏度等离子体维持了101秒，这次我们是把电子温度近7000万摄氏度的长脉冲高参数等离子体维持了1056秒，注入能量达到1.73吉焦。这是两个不同阶段的目标，千秒等离子体运行的实现，为未来建造稳态的聚变工程堆奠定坚实的科学和实验基础。”
经过国际社会70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆“篇章”。目前，1兆安的等离子体电流、电子温度1亿摄氏度的等离子体、1000秒的连续运行时间，上述三个条件在EAST上已分别实现。
据科研人员介绍，本轮实验至少持续到2022年6月，EAST科研团队将在未来聚变堆类似条件下，向更高参数稳态高约束等离子体运行等科学目标发起冲击。(新华社)
#核聚变 #可控核聚变 #托克马克
【欧洲装置创造核聚变能输出新纪录】
隶属于英国原子能管理局的卡勒姆聚变能源中心9日宣布，位于英国牛津郡的欧洲联合核聚变实验装置（JET）在持续5秒的核聚变实验中产生总共59兆焦耳的能量，大幅刷新其此前创造的纪录。
这项实验于2021年12月21日实施，产生的持续能量比1997年开展的类似实验多了一倍以上，当时该装置曾创下21.7兆焦耳能量的纪录。卡勒姆聚变能源中心当天在一份声明中说，这是具有里程碑意义的成果，对国际热核聚变实验堆起到重要的推动作用。
国际热核聚变实验堆计划简称ITER计划，由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。该计划将在法国南部建成世界上最大的托卡马克装置。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。JET位于卡勒姆聚变能源中心，其科学业务由欧洲聚变能源发展联合会负责运营。它是迄今世界上规模最大的托卡马克装置，被视为ITER的重要试验台。
在实验过程中，甜甜圈形状的JET将氢的同位素组成的气体加热到1.5亿摄氏度，并利用磁场将其形成的高温等离子体约束在装置中。在高温高压条件下，氢的同位素聚变生成氦，以中子的形式释放能量。为了打破能量纪录，本次实验使用了氢的两种同位素氘和氚组成的混合燃料。“氘氚聚变”产生的中子远多于单纯的氘聚变，会增加能量释放。
目前仍处于建造中的ITER装置也计划使用氘氚混合物作为聚变燃料。美国麻省理工学院等离子体物理学家安妮·怀特评价说，这项实验是近20年工作的成果，对帮助预测、指导ITER的运行十分重要。(新华社)
【欧洲装置创造核聚变能输出新纪录】
隶属于英国原子能管理局的卡勒姆聚变能源中心9日宣布，位于英国牛津郡的欧洲联合核聚变实验装置（JET）在持续5秒的核聚变实验中产生总共59兆焦耳的能量，大幅刷新其此前创造的纪录。
这项实验于2021年12月21日实施，产生的持续能量比1997年开展的类似实验多了一倍以上，当时该装置曾创下21.7兆焦耳能量的纪录。卡勒姆聚变能源中心当天在一份声明中说，这是具有里程碑意义的成果，对国际热核聚变实验堆起到重要的推动作用。
国际热核聚变实验堆计划简称ITER计划，由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。该计划将在法国南部建成世界上最大的托卡马克装置。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。JET位于卡勒姆聚变能源中心，其科学业务由欧洲聚变能源发展联合会负责运营。它是迄今世界上规模最大的托卡马克装置，被视为ITER的重要试验台。
在实验过程中，甜甜圈形状的JET将氢的同位素组成的气体加热到1.5亿摄氏度，并利用磁场将其形成的高温等离子体约束在装置中。在高温高压条件下，氢的同位素聚变生成氦，以中子的形式释放能量。为了打破能量纪录，本次实验使用了氢的两种同位素氘和氚组成的混合燃料。“氘氚聚变”产生的中子远多于单纯的氘聚变，会增加能量释放。
目前仍处于建造中的ITER装置也计划使用氘氚混合物作为聚变燃料。美国麻省理工学院等离子体物理学家安妮·怀特评价说，这项实验是近20年工作的成果，对帮助预测、指导ITER的运行十分重要。(新华社)