发展路线图
  • SUNIST in 2022

  • SUNIST in 2019

  • SUNIST in 2009

  • SUNIST in 2002

  • 装置场地准备

  • 装置场地准备

  • 装置和设备进场

  • 测试间建设

  • 安装底座和加热丝

  • 真空测试

  • 安装PF线圈调整位置

  • 装置总装完成

  • 组装TF电源

  • 测试CS电源

  • PF电源测试

  • PF电源组装

  • 电源组装

  • 安装电源架

  • 安装测试间

  • 安装真空室内外诊断

  • 铜排安装

  • 灯丝测试

  • 首次微波清洗

  • 诊断安装-罗氏线圈安装

  • 100kA欧姆放电

  • 线下等离子体源测试

  • 装置结构补充完善

  • TF电源磁体高参数测试

  • 真空室石墨瓦安装

  • MC电源线缆安装和放电测试

  • TS激光器调试

  • 锂化系统线下测试

  • 产生上下两个等离子体环

  • 两个环靠拢并发生磁重联

  • 融合成一个温度更高的等离子体环

  • 中心螺线管继续维持等离子体

2024.01 装置结构加固,进一步提高纵场参数
2024.02 高参数内部重联加热实验
2024Q2 高温超导磁体线圈设计与制作
2025Q1 高温超导磁体电源设计
2025Q4 整体装置安装
2026Q2 第一等离子体
2027Q2 连续稳定地通过重复重联方案将等离子体加热至一亿度
球形托卡马克探索装置
( 清华大学独立建设运行 )
中国联合球形托卡马克(SUNIST)是我国第一台球形托卡马克,由清华大学工程物理系和中国科学院物理研究所联合发起,2002 年建成。其目标是了解低环径比等离子体的基本特性,探索球形托卡马克等离子体启动和非感应电流驱动的方法。至今已运行超过 20 年,放电超过 10 万次,取得了丰硕的成果。
SUNIST的主要事件
2002年11月4日:获得第一等离子体,等离子体电流 40kA,磁场 0.06T
2003年 - 2007年:物理研究(边界等离子体,湍流,电子回旋波启动)
2008年:装置拆解,真空室改造,重新组装
2009年 - 2019年:磁场电源和控制系统持续升级,等离子体诊断不断丰富,开展了磁流体力学不稳定性、三维涡流及其影响、阿尔芬本征模、撕裂模、电子伯恩斯坦波加热等研究
2019年:等离子体电流 120kA,磁场 0.27T
2020年至今:持续升级改造,先进的加料方式等
重复重联原理验证装置
( 清华大学和星环聚能合作建设运行 )
SUNIST-2 球形托卡马克是为验证重复重联原理和 1T 磁场球形托卡马克的约束性能而特别设计的。2023 年 6 月,SUNIST-2 由星环聚能和清华大学合作建设完成,并获得第一等离子体。2024 年上半年,SUNIST-2 将通过重复磁重联将等离子体加热到 1700 万度(离子温度),达到星环聚能第一阶段里程碑,并与世界同类装置先进水平看齐。
SUNIST-2 主要参数
大半径 0.53m
小半径 0.33m
环向磁场 1T
等离子体电流 500kA
离子温度 1.5keV
聚变技术验证装置
星环聚能设计并建设的聚变技术验证装置 CTRFR-1 是一台等离子体参数接近聚变堆要求的中型高温超导球形托卡马克。其等离子体密度、温度和能量约束时间等核心参数将接近或超过功率平衡条件(Q = 1),达到星环聚能第二阶段里程碑。通过该装置,星环聚能将验证重复重联聚变堆的技术可行性。目前,星环聚能正在完成CTRFR-1的设计,并与清华大学机械工程系团队合作为 CTRFR-1 设计建造一个全尺寸高温超导 D 型线圈。
CTRFR-1 主要参数
大半径 1.0m
小半径 0.56m
环向磁场 3-5T
等离子体电流 3MA
离子温度 10keV
聚变商用示范堆
CTRFR-1 达到预定目标后,星环聚能将启动商用示范堆(CTRFR-2)的设计和建造,努力成为全球首个商用可控聚变示范堆。该示范堆将与业界伙伴合作验证聚变堆完整的燃料循环、功率输出、抗中子 / 热负荷材料等问题,形成第一壁、氚增殖包层等关键技术的解决方案,达到星环聚能第三阶段里程碑,稳步推进聚变能商业化。
CTRFR-2 主要参数和特点
大半径 3.0m
小半径 1.67m
环向磁场 5T
等离子体电流 11MA
离子温度 15keV
净输出电功率(Pe,net) 100MW
中心侧中子屏蔽层
外侧中子慢化和氚增殖包层和中子屏蔽层
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