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科研动态

我校获批两项国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作专项”磁约束核聚变能发展研究项目

项目总经费居全国高校首位

发表时间:2018-08-02 作者:郑玮 浏览次数:

2018722日,科技部公布了国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作专项”磁约束核聚变能发展研究2017年度第二批项目的立项清单,拟立项项目总数共16个,总经费达到5.5亿元。我校获批2个项目,分别为“磁阱型磁压缩聚变装置的概念设计与关键技术预研”,(国拨经费4541万)和“外加三维磁场对托卡马克等离子体约束的影响和优化研究(国拨经费479万),总经费5020万元,总经费额度居全国高校首位。本次两个项目均由我校电气与电子工程学院聚变与等离子体研究所牵头承担。

 “磁阱型磁压缩聚变装置的概念设计与关键技术预研”项目将建设世界首个可以开展场反等离子体对碰融合与磁压缩等综合性实验研究的科学装置,利用潘垣院士提出的具有创新性的大压缩比级联磁压缩技术,来大幅提高磁约束等离子体温度、密度等关键参数。该装置不仅可用于高通量聚变中子源实施方案探索,进一步为聚变材料、氚技术等ITER未涵盖的聚变堆技术提供测试平台,还将提升我国在聚变新位形领域的原创研究能力、国际影响力与人才培养能力。该项目的获批将有力的支撑教育部“十四五”国家重大科技基础设施培育项目“磁阱型聚变中子源实验装置”相关工作的进一步开展,为我校申报“磁阱型聚变中子源实验装置”国家重大基础设施建设奠定坚实的基础。该项目负责人张明教授长期从事磁约束聚变工程技术、脉冲功率与等离子体领域的研究工作,在聚变装置磁体及高压电源系统、运行控制系统的设计及研制方面具有丰富的技术基础和工程实践经验。近年来,作为骨干参与完成了 J-TEXT 托卡马克装置的恢复重建、调试和运行,负责完成了 J-TEXT 电源及控制系统和 100MW 脉冲发电机组系统。主持和作为骨干完成了国家磁约束聚变能发展研究项目2项,主持国家自然科学基金项目 2 项,参与国家 973 计划等重大科研项目 8 项。作为主要完成人获安徽省科技进步一等奖 1 项,并发表 SCI 论文 60 余篇,申请国家发明专利(已授权)十余项。

 

 “外加三维磁场对托卡马克等离子体约束的影响和优化研究”,主要是探索利用三维扰动场改善等离子体约束性能的方法。在磁约束聚变托卡马克装置中,外加三维磁场被广泛应用于控制宏观不稳定性,但是目前对于外加三维磁场影响等离子体约束性能的关注相对较少,其物理机制尚不清楚。三维磁场效应会破坏托卡马克的环向对称性,影响等离子体的约束性能。为了理解三维磁场效应影响等离子体约束性能的物理机制,进而探索托卡马克三维磁场位形的优化,王璐教授提出研究外加三维磁场对托卡马克等离子体约束的影响和开展输运优化的研究。该项目的实施有望为实现三维磁场等离子体中高温、高密等离子体的长时间稳定约束提供理论参考。该项目负责人王璐教授一直致力于磁约束聚变等离子体物理的基础理论研究,在自发旋转、非线性动量输运、杂质输运等方面取得了一系列出色成果,在 PRLNFPPCFPoP 上共发表第一作者或通讯作者论文十余篇,并因此系列工作荣获首届亚太物理学会等离子体物理大会“杰出青年科学家”奖;主持多项国家自然科学基金项目,主持科技部 ITER 人才课题一项,结题被评为优秀并选为重大研究成果。

       

    聚变是轻核聚合成较重的原子核,同时释放出巨大能量的过程,太阳发光发热就是这样的原理,由于其具有反应释放能量大、安全、环保、燃料资源的丰富性,聚变能被认为是人类最理想的洁净能源之一。国际热核聚变实验反应堆(ITER)是也被人们形象地称为人造太阳,是世界最大的托卡马克装置,为欧盟、美国、中国、日本、韩国、印度和俄罗斯等七方共同参与,是当今世界最大的大科学工程国际科技合作计划之一,也是迄今我国参加的规模最大的国际科技合作计划。本次我校获批的两个项目,一个着力于未来ITER材料测试需求,为ITER研制全新的中子测试平台;另一个则是面对ITER面临的关键问题,研究托卡马克位形的优化,以提高等离子体的约束性能。