中國科學院空天信息研究(jiū)院和中國科學技術大學等單位近日聯合研製出高速高精度激光湯姆遜散射儀,為我國未來磁約束聚變能裝置的(de)高精度測量奠定了堅(jiān)實基礎。
在磁約束聚變反(fǎn)應裝置工作過程中,需要對等離子體電子溫度進行提前預警和實時反饋控製,避(bì)免等離子(zǐ)體損傷器壁進而導致災難(nán)性後(hòu)果。基於高頻高能激光的湯姆遜散射測量,是精確測量等離子體(tǐ)電子溫度的唯一(yī)可靠(kào)測量手段。
記者從中科(kē)院(yuàn)空天信息研(yán)究院獲悉,今年5月在“科大一環”磁約束聚變等離子體裝置開展實驗中,上述散射儀基於(yú)重複頻率200赫茲、單脈衝能量5焦耳的激光(guāng)脈衝,實現了小於5電(diàn)子伏特的電子溫度(dù)測量精度(dù),電子溫度安全(quán)預警時(shí)間間隔達5毫秒,所獲得(dé)的預警(jǐng)時間是國際同類係統的一半,指標提高一倍。
科研團隊負責人介紹,激光的工作頻率決(jué)定了溫度預警的采樣(yàng)時間間隔,間隔越小,係統預警越及時,裝置運行安全係數越高。此前,我國等離子(zǐ)體溫度(dù)診(zhěn)斷采(cǎi)用數十赫茲的低頻激光器(qì),采樣間隔寬,遇到緊急情況無法及時預(yù)警(jǐng),導致裝置運行存在巨大風險。
據了解,研究團隊後續將開展(zhǎn)更高功率(lǜ)、更高頻率激光器研發和更高精度(dù)的診斷實(shí)驗(yàn),為下一代磁約束聚變裝置安全運行提供高(gāo)速預警手段。
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