去年12月31日，我们报道了国家重大基础设施聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）分系统聚变工程堆中心螺管系统完成首轮测试实验，实验表明其设计指标全面达成。而在最近，CRAFT另一关键子系统-“偏滤器等离子体与材料相互作用研究平台”也于1月14日完成测试验收，该平台的关键设施-超导直线等离子体装置“赤霄”全面建成并开始投入运行，这标志着我国在核聚变领域再次实现重大突破。
经评审专家组测试鉴定，“赤霄”的各项性能达到设计指标，最大粒子流大于1024/㎡/s（即每平方米每秒钟可喷射亿亿亿个粒子），单次放电时间超过1000s，最高中心磁场高于3T，成为全球综合参数水平最高的直线等离子体装置，也使我国成为继荷兰之后国际上第二个拥有此类装置的国家。
科研团队历经5年多攻关，最终成功研制“赤霄”这一强流直线等离子体装置。该装置长15.5米、重约22.5吨，科研人员能够利用其模拟聚变堆偏滤器的严苛环境和极端条件，深入研究材料在高热流和强粒子流协同环境下的性能表现，为未来聚变堆材料的选择和部件优化提供关键可靠的数据支持，这将会大大加速我国聚变堆材料研发的进度。
偏滤器是未来聚变堆主机内部服役环境最严苛的部件，具备两大基本功能：一是排出来自高温等离子体的粒子和热流及未来核聚变产生的氦灰；二是有效地屏蔽来自第一壁材料产生的杂质，降低对等离子体的污染。偏滤器材料在等离子体轰击下的性能演化关系着聚变堆的安全运行。
偏滤器等离子体与材料相互作用研究平台是CRAFT偏滤器研究系统的重要组成部分，该平台包含真空室、超导磁体、等离子体源、靶实验系统、等离子体诊断、材料原位分析以及数据采集等子系统。通过磁场以及加料控制，可以将靶板表面等离子体的粒子通量提高至1024/㎡/s量级，达到未来聚变堆边界等离子体水平。“赤霄”超导直线等离子体装置能够稳定且持续产生高密度等离子体，显著提升偏滤器材料测试效率。
目前中国的核聚变研究水平已达到国际前列，“赤霄”的建成投入运行既为聚变堆壁材料及部件的研发与测试提供了世界一流的实验条件，也为研究下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆提供有力支撑，更是成为国内外材料科学、等离子体物理等相关领域提供了一流研究平台。
参考链接：
- http://ipp.cas.cn/xwdt/ttxw/202501/t20250114_816992.html
- https://www.cas.ac.cn/cm/202501/t20250114_5044930.shtml
- https://mp.weixin.qq.com/s/2TMy69-IUS0G7rhK9bJI9Q