屡破纪录的选手——全超导托卡马克核聚变装置

“人造太阳”是“核聚变反应装置”一种通俗的说法，之所以称它为人造太阳，是因为它的反应原理和太阳一样。而研究人造太阳的目的，是为了解决人类面临的能源危机。

概括地说，可控核聚变是在模仿太阳产生能量的原理，目标是以极高的效率产生源源不断的清洁能源。而根据目前的理论基础，有几种实现可控核聚变的方式，托卡马克就是其中一种，而位于合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置，简称EAST，是国际上最重要的核聚变研究实验平台之一。2021年12月30日，中国“人造太阳”EAST成功实现1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的411秒最长放电纪录（原纪录是2012年6月27日创造的），运行时间首次突破了四位数！

2022年10月19日，传来振奋人心的好消息：被称为“人造太阳”的中国新一代可控核聚变实验装置（HL-2M）运行获得突破性进展, 创造出1.5亿摄氏度高温和超过1兆安（100万安培）的等离子体电流, 已达到核聚变点火要求, 实现核聚变稳定运行的必要条件已经具备。

2023年4月12日，中国“人造太阳” 又创造了新的世界纪录，成功实现等离子体稳定运行403秒，这对提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现核聚变发电具有重大意义。
1000+秒首次突破，挑战三大科学难题
2021年是EAST首次突破千秒大关，想要成功获得1000秒超长脉冲高温等离子体，面临的科学问题非常多，其中最为突出的就是：完全非感应电流驱动、再循环与杂质控制、热与粒子排出等问题。
首先，超长脉冲等离子体运行依赖于射频波电流驱动。而EAST恰恰以射频波加热方式为主，是目前国际上唯一具备与国际热核聚变实验堆（ITER）相同加热方式，最有能力在粒子平衡时间尺度上实现长脉冲高性能运行的装置。本次1056秒长脉冲等离子体获得，EAST低杂波电流驱动和电子回旋驱动均实现了完全跟随，提供重要保障。
EAST是目前世界上最先进的核聚变实验装置之一
其次，杂质控制问题也非常关键。随着运行时间尺度的延长，等离子体与壁的相互作用会导致杂质的大量爆发，本次实验EAST团队通过锂注入实现对杂质抑制，保证长脉冲实现。
另外**，**时间的延长也会导致大量的热和粒子累积，需要将其有效排出，EAST先进的偏滤器设计成功解决这一问题。
升级后的EAST的内真空室（等离子体在这里运行）
1000+秒背后，协同作战
EAST作为一个大科学工程，是一项系统工程，1000秒超长脉冲高温等离子体突破的背后，是多个系统协同作战。
其中，值得一提的是磁测量信号漂移问题的解决。准确的磁测量是等离子体平衡控制的基础，任何一个小的测量误差经过1000秒的累积都可能被放大，直至影响到等离子体的控制。本轮实验之初，EAST团队等离子体控制组、电磁测量组、实验运行组等就针对磁测量信号漂移问题开展相关测试和优化工作。经过多方探索和改进，工作组发展了拟合权重模型，实现对信号漂移的准确扣除，保证了长时间尺度下等离子体控制精度。
EAST磁体测量系统优化
1000+秒，是目标更是起点
EAST是我国自主设计建成的世界首个具有非圆截面的全超导托卡马克实验装置，具有三大科学目标：1兆安等离子体电流、1亿度高温等离子体、1000秒运行时间。
EAST装置

建成于2006年的EAST装置，先后于2010年运行1兆安等离子体电流、2018年首次获得1亿度高温等离子体、2021年5月成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行、2021年末实现大于1000秒运行，三大科学目标已经分别独立完成。2022年创造出1.5亿度高温和超过1兆安（100万安培）的等离子体电流, 已达到核聚变点火要求。2023年成功实现等离子体稳定运行403秒，这对提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现核聚变发电具有重大意义。