等離子體加料為聚變反應(yīng)補(bǔ)充燃料，是磁約束聚變的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。日前，我國(guó)對(duì)磁約束聚變領(lǐng)域的原創(chuàng)性貢獻(xiàn)——超聲分子束注入（SMBI）加料技術(shù)取得新突破：中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院科研團(tuán)隊(duì)對(duì)SMBI注入的超聲過程開展了研究，首次獲得了高真空條件下的超聲分子束束流特性，該進(jìn)展為提升SMBI注入器性能，研制磁約束聚變裝置先進(jìn)加料技術(shù)提供了支撐。
SMBI束流特性的測(cè)量與研究是提升加料系統(tǒng)能力和拓展其應(yīng)用需要解決的關(guān)鍵問題。由于SMBI束流是工作在真空條件下的超聲速透明介質(zhì)，常規(guī)技術(shù)無法直接捕獲其束流情況。超聲分子束團(tuán)隊(duì)研制了高靈敏度、高時(shí)間分辨的、可對(duì)透明介質(zhì)直接成像的診斷技術(shù)，首次獲得了真空條件下的SMBI束流特性，這與理論模型預(yù)測(cè)一致。該可視化成像技術(shù)為優(yōu)化注入器，提升聚束特性，提高加料效率提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)。本研究獲得了中核集團(tuán)首批“青年英才計(jì)劃”項(xiàng)目的資助。

根據(jù)聚變點(diǎn)火條件要求，受控核聚變向外凈輸出能量需要達(dá)到一定的等離子體密度、溫度和能量約束時(shí)間。其中，等離子體密度主要通過加料手段來控制。常用的磁約束聚變裝置加料手段主要有以下三種：普通送氣、燃料彈丸注入以及超聲分子束注入。其中普通送氣主要是利用氣體擴(kuò)散的方式將燃料氣體送入等離子體真空容器腔室。燃料彈丸注入的方式是將燃料氣體冷凍成固體狀，然后注入等離子體中。超聲分子束注入是核工業(yè)西南物理研究院原創(chuàng)的加料技術(shù)，是高壓氣體通過拉瓦爾噴嘴進(jìn)入真空室形成超聲分子束進(jìn)行加料的方法。

目前，超聲分子束注入加料技術(shù)已在國(guó)內(nèi)外10余個(gè)聚變實(shí)驗(yàn)裝置上得到應(yīng)用，如我國(guó)的中國(guó)環(huán)流器一號(hào)（HL-1）、東方超環(huán)（EAST）、中美聯(lián)合托卡馬克（J-TEXT），以及法國(guó)的Tore-Supra、韓國(guó)的KSTAR等裝置，其為等離子體加料和物理研究提供了重要手段。SMBI在技術(shù)上經(jīng)過多年不斷創(chuàng)新，涌現(xiàn)了多項(xiàng)原創(chuàng)性技術(shù)成果，例如聚束注入器、摻雜分子束技術(shù)、液態(tài)束流技術(shù)、團(tuán)簇技術(shù)等。據(jù)超聲分子束研究團(tuán)隊(duì)稱，他們將繼續(xù)深化束流特性研究，為加料性能優(yōu)化、裝置物理實(shí)驗(yàn)和超聲分子束相關(guān)理論模擬提供支持，并為SMBI的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。 免責(zé)聲明：本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機(jī)構(gòu)或其他網(wǎng)站的信息，登載此文出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性。本網(wǎng)所有信息僅供參考，不做交易和服務(wù)的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權(quán)或其它問題請(qǐng)及時(shí)告之，本網(wǎng)將及時(shí)修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者，視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。