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中国EAST核聚变装置核心技术

更新时间：2026-07-31 08:09:34 大小：15K 上传用户：潇潇江南查看TA发布的资源 标签：核聚变 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、装置概述

EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）全称实验先进超导托卡马克，又称东方超环，是中国科学院等离子体物理研究所自主设计建造的世界首个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置，装置位于安徽省合肥市科学岛。该装置的核心目标是研究可控核聚变发电的关键科学和工程问题，为未来商用聚变堆奠定技术基础，被外界称为“人造太阳”，因为其原理与太阳发光发热的核聚变反应一致，通过模仿太阳内部的聚变过程，人类有望获得几乎取之不尽的清洁能源。

东方超环项目于1998年正式立项，总投资约3亿元人民币，2006年完成建设并首次成功等离子体放电，标志着中国拥有了自主研发的大型超导托卡马克装置，进入全球核聚变研究第一梯队。装置本体高约11米，直径约8米，总重量约400吨，设计能够产生最长1000秒的等离子体运行，等离子体中心温度可以达到1亿摄氏度以上，完全满足聚变反应对温度和持续时间的要求。

二、核心技术特点

1.全超导磁体系统

区别于早期托卡马克采用的常规水冷磁体或者部分超导设计，EAST是全球第一个实现全部磁体采用超导材料的托卡马克装置，其环向场线圈和极向场线圈全部采用铌钛超导材料，在液氦低温（4.5K，约-268.65摄氏度）环境下实现零电阻运行，可以长时间维持稳定的强磁场约束等离子体。这一设计从根源上解决了传统非超导托卡马克无法长时间运行的问题，因为常规磁体通电会产生大量热量，只能脉冲式短时间运行，单次运行通常仅能维持几秒到几十秒，而全超导设计让EAST具备了连续运行上百秒甚至上千秒的能力，更接近未来商用聚变堆稳态运行的要求。

2.非圆截面等离子体位形

早期托卡马克多采用圆截面等离子体设计，EAST采用了先进的非圆截面设计，可以灵活调整等离子体的截面形状，拉长比可以达到1.8-2，三角形变最高可达0.6。非圆截面设计能够有效提升等离子体的约束性能，提升等离子体压强和beta值（等离子体压强与磁压的比值），降低聚变反应的劳森判据门槛，同时也更符合未来大型商用聚变堆的设计需求，为堆芯等离子体的优化设计提供了实验基础。


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