中国科学院合肥物质科学研究院宣布,国家重大科技基础设施聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”的19个子系统之一——低杂波电流驱动系统于6月18日通过专家组测试与验收,系统总体性能达到国际领先水平。
低杂波电流驱动系统利用厘米波段的电磁波,通过波与粒子相互作用使电子获得定向动量,从而驱动等离子体电流并加热等离子体。该系统运行时的最大功率相当于4000台1000瓦功率的微波炉同时工作。
此次验收中,该系统实现了中心频率4.6吉赫兹、微波源最大总输出功率4兆瓦以及运行脉冲长度从设定目标100秒提升至实际测试中的1592秒。为实现这些目标,项目团队历时五年,攻克了面向反应堆的耦合天线设计、远距离低损耗功率传输、多管并联可靠安全运行等关键技术,实现了全系统国产化。
低杂波电流驱动系统的成功验收标志着该系统及其关键部件完成了从设计优化、预研验证、加工制造到测试验收的完整流程,为聚变堆波加热系统的设计研制奠定了坚实的科学技术基础。相关技术还可以拓展应用于微波加热、无线通讯、医疗健康、电子科技等领域。