每平方米每秒鐘可極速噴射出億億億個(gè)粒子！1月14日，記者從中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院聚變大科學(xué)團(tuán)隊(duì)成功研制超導(dǎo)直線等離子體裝置“赤霄”，它不僅可助力“人造太陽”穩(wěn)定運(yùn)行，還可以為國內(nèi)外材料科學(xué)、等離子體物理等相關(guān)領(lǐng)域提供了一流研究平臺(tái)。

該裝置是由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體所建設(shè)運(yùn)行的國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)”的關(guān)鍵子系統(tǒng)“偏濾器等離子體與材料相互作用研究平臺(tái)”。該裝置取名為“赤霄”，研究人員表示，這一名稱是源自中國古代十大名劍之一的“赤霄劍”。而該裝置也像一把趁手的“利刃”，讓國內(nèi)的相關(guān)科學(xué)研究“如虎添翼”。

據(jù)了解，偏濾器是聚變堆主機(jī)內(nèi)部服役環(huán)境最嚴(yán)苛的部件，其材料在等離子體轟擊下的性能演化關(guān)系著聚變堆的安全運(yùn)行。超導(dǎo)直線等離子體裝置能夠穩(wěn)定且持續(xù)產(chǎn)生高密度等離子體，顯著提升偏濾器材料測試效率。依托該裝置，科研人員能夠模擬聚變堆偏濾器的嚴(yán)苛環(huán)境和極端條件，深入研究材料在高熱流和強(qiáng)粒子流協(xié)同環(huán)境下的性能表現(xiàn)，為未來聚變堆材料的選擇和部件優(yōu)化提供關(guān)鍵可靠的數(shù)據(jù)支持。

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所研究員周海山介紹，該裝置是一個(gè)可以產(chǎn)生等離子體的裝置，而在“人造太陽”運(yùn)行的過程中，內(nèi)部有大量的等離子體不斷撞擊內(nèi)壁。“如果內(nèi)壁材料不合格，就不能維持‘人造太陽’的正常運(yùn)行，因此這個(gè)裝置是可以制造‘人造太陽’的強(qiáng)大內(nèi)壁，造出承受巨量等離子體粒子流的超級材料。”經(jīng)過5年多的技術(shù)攻關(guān)，周海山與團(tuán)隊(duì)一起研制了這款“赤霄”。   

該裝置各項(xiàng)性能指標(biāo)國際領(lǐng)先，最大粒子流大于10的24次方每平方米每秒，單次放電時(shí)間超過1000 秒，最高中心磁場高于3特斯拉，是目前國際上綜合參數(shù)水平最高的直線等離子體裝置。

當(dāng)天，評審專家組對“赤霄”裝置進(jìn)行評審，現(xiàn)場認(rèn)定“赤霄”裝置的參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，使我國成為繼荷蘭之后國際上第二個(gè)擁有此類裝置的國家。該裝置的建成，既為聚變堆壁材料及部件的研發(fā)與測試，提供了世界一流的實(shí)驗(yàn)條件，也為國內(nèi)外材料科學(xué)、等離子體物理等相關(guān)領(lǐng)域提供了一流研究平臺(tái)。

合報(bào)科學(xué)+融媒體工作室

合肥通客戶端-合報(bào)全媒體記者 張夢怡 文/攝