本文聚焦新一代人造太阳“中国环流三号”的最新实验成果，详细介绍了其在原子核和电子温度提升、核心装备研发、实验方法创新、测量难题解决、控制系统应用以及核心技术国际影响力等方面取得的重大突破。
3月28日，记者从中核集团核工业西南物理研究院了解到，新一代人造太阳“中国环流三号”传来振奋人心的消息。它在国内首次达成原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的惊人成绩，综合参数聚变三乘积实现了大幅跃升，这意味着中国聚变研究成功挺进燃烧实验阶段。
图为新一代人造太阳“中国环流三号”。（图源中核集团）
特别值得关注的是，“中国环流三号”的这次最新实验，创造了我国聚变研究的多项新纪录，一批原创性、前沿性、突破性成果如璀璨星辰般涌现。
在本次试验中，自主研发并成功应用了多型国际一流的聚变研发核心装备，取得了国际领先的硬核成果：
- 自主研制的高功率微波回旋管成功投入运行，最高注入功率达到了2.5MW。凭借这一装备，科研团队掌握了稳定获得电子内部输运垒的控制技术，从而实现了电子温度1.6亿度的目标。
- 建成并投运了2套具有完全自主知识产权的高功率中性束注入加热系统，这可是提升原子核温度的核心设备。单条束线最大功率达7兆瓦，让我国在这一领域跻身国际第一梯队。
- 成功突破高压电源的多项核心技术，自主研制的高压电源最高可实现120kV的直流输出，精度优于1%，总体技术达到国际先进水平。
此次试验还首次提出并实现了提高芯部能量约束的新方法，掌握了提升原子核温度的运行策略。科研人员独创性地探索了芯部能量约束调控方法，成功抑制了制约原子核温度提升的芯部磁流体不稳定性，攻克了电流剖面及密度剖面控制等技术难题。在国内首次实现原子核温度超过1亿度的可重复放电，这标志着中国聚变装置运行的综合水平稳居世界前列。
图为新一代人造太阳“中国环流三号”实验。（图源中核集团）
另外，本次试验还高效解决了聚变堆堆芯亿度级温度和等离子体密度精准测量的核心难题。自主研制的国际首套、精准度2倍于国际同行的三光栅精密光谱仪及紧凑型汤姆逊散射多色仪等数十余套核心装备，系统性地突破了高时空分辨率、强抗辐射干扰、毫秒级动态响应等困扰聚变大科学装置诊断测量的核心技术壁垒，部分关键技术入选国际学术组织ITPA诊断国际联合实验课题。
值得一提的是，关键的“中枢神经系统”——自主研发的聚变装置控制系统（CODIS）已在国内外10余家科研院所和高校的聚变装置得到应用，为未来聚变堆提供了强健、有力的“中国芯”。
不仅如此，原创核心技术还走出国门，引领世界聚变国际标准制定。原创超声分子束聚变加料技术并实现技术升级，发展了矢量注入及混杂注入原创性技术，保障了聚变装置高参数运行的调控需求。该技术已立项ISO国际标准，成为中核集团西物院热氦检漏技术获批发布世界核聚变领域首项ISO标准后的又一重大创举。
新一代人造太阳“中国环流三号”的本次实验在多个关键领域取得重大突破，无论是核心装备的研发、实验方法的创新，还是测量难题的解决以及核心技术的国际影响力，都充分展示了我国在聚变研究领域的强大实力和领先地位，为未来聚变能源的开发和利用奠定了坚实基础。
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