曙光HPC助力中国“人造太阳”实现百秒量级运行

中国网/中国发展门户网讯 从渴望飞翔到造出飞机，人类走过了至少数千年；从爱因斯坦的预言到引力波被真切探测到，人类走过了整整百年。当我们在讨论“十三五”规划纲要草案的时候，潜心研究的中外科学家们正在为同一个伟大梦想——“人造太阳”执着耕耘。

“人造太阳”指通过可控热核聚变的方式给人类带来几乎无限的清洁能源。太阳的光和热，来源于氢的两个同胞兄弟——同位素氘和氚，在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是“模仿”这一过程。氘和氚是取之不尽的能源，海洋中大概蕴藏了40万亿吨氘，理论上如果全部用于聚变反应，释放的能量足够人类使用几百亿年，因此聚变能源是人类梦寐以求的安全经济高效持久能源。

全球科学家们研究实现可控热核聚变的路径主要有两种：磁约束聚变和惯性约束聚变。前者，又称托卡马克，通过强磁场较长时间约束高温稀薄等离子体使之发生聚变反应。

中国科学院等离子体物理研究所（简称“等离子体所”）承担的大科学工程“人造太阳”实验装置EAST，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置，它的建成使我国成为世界上少数几个拥有这种类型超导托卡马克装置的国家，使我国磁约束核聚变研究进入世界前沿。

7月4日，中国科学院等离子体物理研究所宣布，我国的超导托卡马克实验装置EAST在全球首次实现了上百秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。这标志着EAST成为了世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置。这一里程碑性的重要突破，表明我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面，将继续引领国际前沿，对国际热核聚变实验堆（ITER）和未来中国聚变工程实验堆（CFETR）建设和运行具有重大的科学意义。

ITER计划是当前世界上规模最大的国际科技合作项目，是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。EAST具有ITER类似的先进技术，未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台，为ITER预演稳态运行是EAST的重要使命。这次实验的突破进一步提升了EAST在国际磁约束聚变实验研究中的重要地位，其科学研究成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持，更为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆（CFETR）的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。