聚变目前发展的现状及等离子体所应该发展的方向

聚变目前发展的现状及我所磁约束聚变研究应该发展的一些考虑稳态先进磁约束聚变堆基础物理和相关工程技术的发展研究等离子体物理--聚变依托的学科受控核聚变变研究的途径磁约束反应堆的基本概念大型托卡马克一览托卡马克的发展托卡马克的研究现状有效的加热--JET高参数放电Ip=1.9MA,BT=2.0T,ne=1.4x1020m-3电流驱动--各种方式均显成效NBNICD+ECRH反应堆所需的驱动效率基本达到全波电子回旋驱动——全新的研究领域稳定性的研究：高效运行空间大大拓宽ECCD抑制新经典撒裂模：近两年国际稳定性研究的新亮点高约束模的研究前沿：---朝着稳态高效方向进军稳态H-模的研究能量及粒子控制----先进偏滤器位形一览先进偏滤器：超过密度极限H模的实现Theconfinementhasbeenimprovedwithveryhighdensitywhichisaroundthe75~120%Greenwalddensitylimit.Shot16392BT=1.9T,PLHCD=300KW,N=2.9,f=2.45GHzASIPPHT-7从现有托卡马克过渡到商业聚变堆尚需解决的问题中国学院等离子体物理研究所ASIPP中国科学院等离子体物理研究所ASIPP托卡马克的未解问题等离子体所聚变研究的发展方向•面对人类对能源的巨大需求，进行战略新能源的开发并由此带动等离子体科学的发展。•近期主要依托HT-7超导托卡马克,进行稳态先进磁约束聚变堆物理基础和相关工程技术的发展研究.试图解决先进高参数稳态运行这一前沿课题。•几年后连续过渡到“九·五”国家大科学工程HT-7U大型非圆截面超导托卡马克上进行。奠定本所在国际受控界的重要地位。•也将为我国在本世纪20年代，建造聚变—裂变混合实验堆，应用聚变能，扩大裂变能资源，减小裂变废物的污染并进而最终过渡到纯聚变堆奠定物理和工程技术基础。稳态运行的关键科学问题•稳态等离子体与壁的相互作用及其控制；•无感电流驱动物理机制、效率及对稳态等离子体的影响；•各种稳态运行条件下破裂的产生、避免及其控制；•建立等离子体电流的过程及其优化；•先进稳态第一壁结构及材料；•稳态等离子体的加料、排灰、热平衡及其控制；•偏滤器物理及其在稳态运行中的作用；•边界等离子体物理及位形控制在稳态运行中的作用；•可稳定运行的改善等离子体约束状态的获得及其物理机制。HT-7的五年目标•稳定重复的高参数稳态运行10秒量级,Ip=120-150kA,Te1keV,P1-2MW,t-1000E•稳态H模(t:50-100E)的实现及机理研究tH1.5-2.0s,H98=0.8-1.0,Pth1MW,E~15ms•超长脉冲高稳等离子体的实现；Ip100kA,ne01.0x1019m-3,t=20-60s•高参数非感应电流驱动的实现及相关物理Ip150kA,Te1.0keV,ne02.0,Vp=0,t5.0s•有效稳态波加热的工程技术和物理P=1-2MW,Te1.5keV,Ti1.0keV,t5s•射频壁处理技术的全面完善及机理的研究。•丰富物理实验：MHD、误差场、边界及输运等•5篇PRL,20项基金项目，100篇SCI文章,IAEAkeynote报告.HT-7U的历史使命•为稳态托卡马克经济运行提供大量的技术积累；•为稳态、高参数、先进托卡马克物理提供必要的基础；•为超导聚变堆提供新的壁处理技术和第一壁材料积累数据；•为5-8年内使中国进入聚变研究强国奠定基础；•国际磁约束聚变稳态运行研究的重要基地；•国家最重要的磁约束聚变研究中心之一。先进聚变—裂变混合堆物理基础及堆工程的概念设计•多种磁约束聚变混合堆的优化概念设计托卡马克型混合堆低环径比混合堆•聚变驱动的洁净核能系统的工程可行性和关键技术发展•中子学、包层、传热、冷却系统和材料等单元技术的发展研究•混合堆物理基础及堆工程所需的数据库和程序库的建立和发展•磁约束聚变裂变混合堆的工程设计5-10年建立稳态先进托卡马克的世界领先地位