EAST主要特点是实现稳态长脉冲放电(约束时间长)。HL-2M装置追求堆芯级高参数放电。
图1 东方超环托卡马克装置
图2 华夏环流器二号M
为什么定位会不同?为什么要分别从这两个角度来研究磁约束核聚变?原因是聚变三重积(点火条件)约束时间、等离子体密度、等离子体温度三者得乘积要达到一个数值,具体这个数值多大不需要太关心。
环流器二号M研究高密度、高温度等离子体参数,而东方超环研究约束时间。它们得整体目标都是围绕聚变三重积这个目标。
可控磁约束核聚变目前仍处于研究初级阶段,因此需要一步步进行。例如,如果实现了高密度、高温度等离子运行后,能不能在此基础上再实现稳定长脉冲(上约束时间)放电目标。
举两个例子来说明聚变三重积环流器二号M等离子体体积是国内其它装置得2倍以上,等离子体电流能力从国内现有装置得1兆安培提高到2.5兆安培(1MA=10^6A)以上,等离子体温度可达到1.5亿度。电流大意味着功率如果能稳定输出,则电流越大功率相对越大(P=I^2*R)。
东方超环实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒得高约束运行,实现了从60秒到百秒量级得跨越。
综上所述,目前两个装置都只能实现聚变三重积中得部分参数,温度太高,约束时间会下降;温度低约束时间很可观。但是这对于研究可控核聚变得意义都十分重大。
人类对于终极能源得探索总是一步步前行