国家重大科技基础设施运行管理的改进方法与实践——以EAST全超导托卡马克核聚变实验装置为例

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所先后建成中国第一个圆截面超导托卡马克核聚变实验装置,以及世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。为持续改进EAST的运行管理,从顶层设计、组织实施和评估评价等方面分析EAST管理实践的有关探索与创新,具体包括:建立所领导、物理与实验运行部至一级系统的三级管理体系,能够更好围绕成果产出进行统一规划和分级管理;基于“计划—实施—检查—行动(PDCA)”管理理论,形成覆盖EAST运行周期的全过程管理机制;通过国内外评估制定设施中长期、近期计划,设置物理与实验运行部,负责主导EAST装置运行计划与目标的制定。另外,根据设施构成、结合运行需求设置一级系统,起用青年骨干担任负责人,分解任务、明确责任;同时,加强设施运行评估,部署实施系列改进举措,如优化基础研究组织模式和管理方式、创新国际合作模式等。根据EAST运行管理经验,对中国重大科技基础设施的运行和管理提出优化科研组织模式、完善管理方法、建设大科学工程团队、加强开放与合作等对策建议。

我国全超导托卡马克核聚变实验装置获重大突破

日前，中科院合肥物质科学研究院全超导托卡马克核聚变实验装置EAST成功实现了电子温度超过5千万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，这是国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电。

我国全超导托卡马克核聚变实验装置获重大突破

1月28日凌晨零点26分，中科院合肥物质科学研究院全超导托卡马克核聚变实验装置EAST成功实现了电子温度超过5000万℃、持续时间达102S的超高温长脉冲等离子体放电．这是国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000万℃持续时间最长的等离子体放电．

全超导托卡马克核聚变实验装置建成

我国自主设计，研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置（EAST）于9月28日在进行首次物理放电实验的过程中，成功获得电流大于200千安，时间接近3秒的高温等离子体放电。目前放电实验在进行之中，各项实验参数正在不断提高。这表明世界上第一代超导托卡马克核聚变实验装置已在中国首先建成并正式投入运行。中国科学院还组织专家对EAST装置进行了工艺鉴定，专家认为，EAST圆满完成了全部工程建设指标，这在国家大科学工程的评价中是少有的。

超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）通过国家验收

由等离子体所承担的国家重大科学工程项目EAST超导托卡马克核聚变实验装置于2007年3月1日通过国家发改委组织的竣工验收。该项目工程在建设过程中自主发展了65项关键技术和新技术，形成了一系列技术生长点，创造了多个国内乃至国际第一。如，自主生产了EAST所需的总长度达35公里的大电流铠装电缆超导导体（CICC），这不但使中国的CICC制造技术处在世界先进行列，产量达世界第一，

国家重大科学工程“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”通过国家验收

3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了由国家发改委组织的国家峻工验收。

中国“超导托卡马克核聚变实验装置”通过国家验收

中国科学院新闻办公室向媒体发布信息称，国家重大科学工程项目、俗称“人造太阳”实验装置的“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”2007年3月1日在其所在地安徽合肥成功运行并顺利通过国家峻工验收。

以探索无限而清洁的核聚变能源为目标的EAST超导托卡马克装置

据新华社合肥1月15日电继去年9月首次成功放电后,位于我国合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置(EA5T)14日23时01分至15日1时连续放电4次,单次时间长约50毫秒,从而标志着第二轮物理实验的开始。

世界首台全超导核聚变实验装置在合肥首轮实验成功——我国聚变研究向前迈出一大步

我国自行设计、研制的世界上第一个全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置，9月28日在此间进行的首轮物理放电实验过程中，成功获得电流超过200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。这标志着世界上新一代超导托卡马克核聚变实验装置已经正式投入运行，我国聚变研究向前迈出一大步。

HT-7超导托卡马克核聚变装置中中央定时系统实现

HT-7是等离子物理研究所研制的国内第一个超导托卡马克核聚变装置。在做HT-7实验时需要一个中央定时系统，为整个实验系统发送统一的时间信号，从而协调其它各子系统，使它们能够按照主控机给定的实验运行模式投入运行。本文较为详细地介绍了该中央定时系统的开发过程。

人造太阳从东方升起——中国建成世界第一个全超导核聚变实验装置

为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行模式，深入探索实现核聚变能源的相关工程、物理问题，中国科学院等离子体物理研究所在成功建设中国第一个超导托卡马克HT-7的基础上．提出了建设更先进类型的核聚变实验装置“EAST”（全称为“Experimental Advanced Superconducting Tokamak”意为先进德超导托卡马克实验装置，其简略词义正好有中国为世界“东方”，太阳升起在“东方”之意）这一全超导非圆截面托卡马克装置计划。

HT-7U超导托卡马克装置真空室结构数值分析

真空室作为HT-7U超导托卡马克核聚变试验装置主机关键部件,是等离子体运行的直接场所,在装置运行期间,它不仅受到电磁载荷,而且还会受到夹层内压力硼化水和250℃高温烘烤所产生的热应力。首先采用数值模拟方法分析了真空室在等离于体突然破裂以及垂直位移事件诱发HALO电流所产生的电磁载荷,然后借用大型有限元分析程序COSMOS和NASTRAN,分析了真空室在各种工况下的应力分布和位移变形,为超导托卡马克同类装置真空室的结构设计提供了有价值的理论依据。

EAST超导托卡马克装置主机支撑结构极低温条件下应力应变分析

报道了国家"九五"重大科学工程EAST超导托卡马克核聚变实验装置中心液氦冷却冷质部件的钢/高分子复合材料支撑装置在模拟冷却收缩条件下的应力应变分析结果。单个支撑结构由高分子复合材料桶状结构固定在垂直薄板板簧结构上部组成。实验表明该支撑装置在顶部水平负荷作用下发生S型扭曲,而不是简单的悬臂梁式形变。支撑部件整体在试验范围内,在常温、低温条件下均对外加顶部水平推力呈线弹性形变。但在低温下,环氧树脂部件与不锈钢板簧结合部的应变,随外力呈非线性弹性形变,这与室温下的线性变化成鲜明对照。低温下整个部件刚性增加,与常温比较,同等水平位移需要的外力增加,但是环氧树脂部件上的应力反而较常温下显著减小;不锈钢板簧底部上部与环氧部件结合部应力则显著增加。

全球最大核聚变反应堆成功点火

近日,全球最新、规模最大的核聚变反应堆JT-60SA成功点火,成为实用型核聚变能源漫长发展进程中的一个里程碑。据《科学》报道,JT-60SA是一个由日本和欧盟共同合作建造运行的超导托卡马克装置,位于茨城县日本原子能研究开发机构(JAEA)内。

EAST超导托卡马克装置外真空杜瓦容器的制造

本文介绍了中国科学院等离子体物理研究所EAST（HT-7U）全超导托卡马克实验装置外真空杜瓦大直径不锈钢高真空容器的制造工艺方案，以外真空杜瓦筒体部件和上封头部件的制造工艺为例，分析了制造中的工艺难点，提出了相应的对策．为今后同类大型不锈钢高真空容器的制造，为确保产品质量、简化工艺装备设计、加快制造进度提供了工艺措施，积累了经验。

核聚变实验数据采集系统中数据压缩算法的研究

在分析当今普遍使用的压缩算法后，采用了适合核聚变实验装置数据采集和发布系统的LZO算法，并且给予具体应用，同时给出了性能评估，希望能对其它类似情况的数据压缩算法提供一定的参考价值。

EAST全超导托卡马克完成首次工程调试

由我国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST（原名HT-7U）核聚变实验装置，于2月1日到3月17日成功进行了首次工程调试。本次工程调试的主要目的是检验主机的性能以及相关分系统的能力，探索未来可行的运行模式，测量土机和主要分系统的关键技术参数，验证各种安全保护系统的可靠性，为年内成功运行提供必要的数据和积累经验。在调试中，最受关注的低温调试和磁体通电测试获得圆满成功。

EAST托卡马克装置上TOF谱仪屏蔽体设计的模拟计算

采用中子飞行时间谱仪测量EAST装置上的中子能谱时,对于散射量的屏蔽是能否得到有效数据的关键。本文利用三维蒙特卡罗输运程序,通过对EAST托卡马克装置的细致建模,对大厅环境的散射量进行了模拟计算,在考虑了各散射体贡献的基础上,采用叠代计算的方法,提出了满足双晶TOF谱仪屏蔽体的优化设计方案,为后续EAST装置上TOF的有效运行提供了关键技术支持。

超导磁体技术与磁约束核聚变

[目的]磁约束核聚变是解决能源问题的有效途径之一。为了实现准稳态运行,超导磁体(特别是高场高温超导磁体)已成为未来托卡马克设计的首选方案。[方法]介绍了EAST的最新实验进展及未来研究计划,并从超导磁体技术方面总结了未来聚变装置CFETR的最新进展。[结果]2021年底,世界首个全超导托卡马克EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)成功实现1 056 s长脉冲高参数等离子体运行,创造最长运行时间的世界记录。[结论]中国聚变工程试验堆(CFETR, China Fusion Engineering Test Reactor)的设计已经完成,它将填补国际热核聚变实验堆(ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor)和示范堆(DEMO)间的空白。

新一代超导托卡马克核聚变实验装置建成并成功放电

近日，我国自行设计，研制的世界上第一个全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）正式建成并投入运行，由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所承担的“EAST全超导托卡马克实验装置”是国家“九五”大科学工程，它是专家们经过数年评审和论证，在上百个重大建议项目中挑选出来的。