低溫彈丸注入是一種利用低溫技術(shù)將氫的同位素氣體冷凝為固態(tài)冰丸，并加速注入到等離子體中的加料技術(shù)。該技術(shù)具有粒子注入深、加料效率高等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在國(guó)際各大托卡馬克裝置上得到充分證明。國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）、中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）和歐洲聚變示范堆（EU-DEMO）等下一代聚變堆裝置都將彈丸注入列為芯部加料的關(guān)鍵技術(shù)手段。然而該技術(shù)一直被美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和俄羅斯培林公司所壟斷，目前世界上大部分彈丸注入加料系統(tǒng)都來(lái)自于這兩家單位。

      為了解決“卡脖子”問(wèn)題，支持國(guó)內(nèi)聚變產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所真空?qǐng)F(tuán)隊(duì)和安徽萬(wàn)瑞冷電科技有限公司組成了聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，針對(duì)制冰、切割及加速等核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)。經(jīng)過(guò)將近一年時(shí)間研發(fā)及工藝摸索，掌握了彈丸制備和加速的關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出第一臺(tái)可常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的彈丸注入系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)測(cè)試，該系統(tǒng)發(fā)射彈丸尺寸可達(dá)12mm³/發(fā)，發(fā)射頻率在1-10Hz范圍內(nèi)可調(diào)，最大彈丸發(fā)射速度大于300m/s，性能達(dá)到了國(guó)際上同類產(chǎn)品的水平。近日該系統(tǒng)在合肥工業(yè)大學(xué)和中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)資深專家的見(jiàn)證下一次性通過(guò)出廠測(cè)試和驗(yàn)收。

      該套彈丸注入系統(tǒng)的成功研制，標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)成為繼美國(guó)和俄羅斯外第三個(gè)掌握連續(xù)低溫彈丸注入技術(shù)的國(guó)家。下一步該系統(tǒng)將安裝到EAST上，助力EAST高密度、高約束實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展。同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將就未來(lái)聚變堆等離子體加料的關(guān)鍵問(wèn)題，繼續(xù)推動(dòng)彈丸注入加料技術(shù)的更新?lián)Q代，為未來(lái)聚變堆的運(yùn)行貢獻(xiàn)力量。

彈丸注入加料系統(tǒng)實(shí)物照片和測(cè)試結(jié)果

專家組現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收