中科院合肥研究院在流動液態鋰第一壁研究方面取得新進展
2016-07-19 來源：中國聚合物網
關鍵詞：流動液態鋰
日前，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所托卡馬克物理研究室研究員胡建生課題組在流動液態鋰第一壁研究方面取得新進展，相關論文First results of the use of a continuously flowing lithium limiter in high performance discharges in the EAST device發表于核聚變領域頂級期刊Nuclear Fusion 上。
針對未來聚變堆，發展抗中子輻照、具有自我更新能力的液態鋰第一壁越來越受到重視。超導托克馬克（EAST）實驗首次采用內置式電磁泵驅動的結構，實現液態鋰從收集盒到分配盒的驅動，在重力的作用下從限制表面重新流回收集盒，實現液態鋰的循環利用。實驗發現，流動的液態鋰能夠與高約束的等離子體具有良好的兼容性，能夠在鋰化壁的基礎上進一步降低氫同位素再循環及雜質水平；鋰在等離子體邊界的電離、輸運及積聚能夠實現對等離子體粒子及熱流的有效屏蔽。研究首次證實了“一種能夠持續運行幾個小時且可循環利用的液態鋰流在聚變裝置上應用的可行性”，同時也證實了液態鋰第一壁不僅可以規避固態第一壁所面臨的雜質輻射、有限壽命等難題，而且可以在一定程度上改善等離子體約束性能。這種循環流動的液態鋰結構能夠為聚變裝置長脈沖等離子體放電提供新鮮及清潔的第一壁環境。
在EAST裝置上首次成功開展流動的液態鋰限制器實驗是流動液態鋰作為面壁材料技術在大型聚變裝置上的首次探索，得到了國際同行的關注，有望為未來聚變堆中第一壁設計提供新的選擇。
上述研究成果得到了國家自然科學基金和科技部磁約束核聚變專項的資助。
論文鏈接： http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/56/4/046011
針對未來聚變堆，發展抗中子輻照、具有自我更新能力的液態鋰第一壁越來越受到重視。超導托克馬克（EAST）實驗首次采用內置式電磁泵驅動的結構，實現液態鋰從收集盒到分配盒的驅動，在重力的作用下從限制表面重新流回收集盒，實現液態鋰的循環利用。實驗發現，流動的液態鋰能夠與高約束的等離子體具有良好的兼容性，能夠在鋰化壁的基礎上進一步降低氫同位素再循環及雜質水平；鋰在等離子體邊界的電離、輸運及積聚能夠實現對等離子體粒子及熱流的有效屏蔽。研究首次證實了“一種能夠持續運行幾個小時且可循環利用的液態鋰流在聚變裝置上應用的可行性”，同時也證實了液態鋰第一壁不僅可以規避固態第一壁所面臨的雜質輻射、有限壽命等難題，而且可以在一定程度上改善等離子體約束性能。這種循環流動的液態鋰結構能夠為聚變裝置長脈沖等離子體放電提供新鮮及清潔的第一壁環境。
在EAST裝置上首次成功開展流動的液態鋰限制器實驗是流動液態鋰作為面壁材料技術在大型聚變裝置上的首次探索，得到了國際同行的關注，有望為未來聚變堆中第一壁設計提供新的選擇。
上述研究成果得到了國家自然科學基金和科技部磁約束核聚變專項的資助。
論文鏈接： http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0029-5515/56/4/046011
圖1：液態鋰連續流動及鋰在等離子體中輸運
圖2：流動液態鋰改善高約束模等離子體性能
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（責任編輯：xu）
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