Il Tokamak Superconduttore Avanzato Sperimentale (EAST), soprannominato il "sole artificiale cinese, " ha raggiunto una temperatura degli elettroni di oltre 100 milioni di gradi nel suo nucleo di plasma durante un esperimento di quattro mesi quest'anno. È circa sette volte maggiore dell'interno del sole, che è di circa 15 milioni di gradi C.

L'esperimento mostra che la Cina sta facendo progressi significativi verso la produzione di energia da fusione basata sul tokamak.

L'esperimento è stato condotto dal team EAST presso gli Hefei Institutes of Physical Sciences dell'Accademia cinese delle scienze (CASHIPS) in collaborazione con colleghi nazionali e internazionali.

Il profilo della densità di corrente del plasma è stato ottimizzato attraverso l'efficace integrazione e sinergia di quattro tipi di potenza di riscaldamento:riscaldamento a onde ibride inferiori, riscaldamento dell'onda del ciclotrone dell'elettrone, riscaldamento a risonanza ciclotronica ionica e riscaldamento ionico a fascio neutro.

L'iniezione di potenza ha superato i 10 MW, e l'energia immagazzinata nel plasma è aumentata a 300 kJ dopo che gli scienziati hanno ottimizzato l'accoppiamento di diverse tecniche di riscaldamento. L'esperimento ha utilizzato il controllo avanzato del plasma e la previsione di teoria/simulazione.

Gli scienziati hanno condotto esperimenti sull'equilibrio e l'instabilità del plasma, reclusione e trasporto, interazione plasma-parete e fisica delle particelle energetiche per dimostrare la scala a lungo termine, funzionamento in modalità H stazionario con un buon controllo delle impurità, stabilità MHD core/edge, e scarico del calore utilizzando un deviatore in tungsteno simile a ITER.

Con condizioni operative simili a ITER come il riscaldamento a onde a radiofrequenza, coppia più bassa, e un deviatore in tungsteno con raffreddamento ad acqua, EAST ha raggiunto uno scenario di stato stazionario completamente non induttivo con estensione delle prestazioni di fusione ad alta densità, alta temperatura e alto confinamento.

Nel frattempo, per risolvere la particella e la potenza di scarico, che è cruciale per le operazioni in regime stazionario ad alte prestazioni, il team EAST ha impiegato molte tecniche per controllare le modalità localizzate ai bordi e l'impurità del tungsteno con pareti metalliche, insieme al controllo in retroazione attivo del carico termico del deviatore.

Gli scenari operativi, tra cui la modalità H ad alte prestazioni in stato stazionario e le temperature degli elettroni di oltre 100 milioni di gradi a EST, hanno dato un contributo unico a ITER, il reattore cinese di prova di ingegneria della fusione (CFETR) e DEMO.

Questi risultati forniscono dati chiave per la convalida dello scarico di calore, modelli di trasporto e di azionamento attuali. Aumentano anche la fiducia nelle previsioni delle prestazioni di fusione per CFETR.

Attualmente, il progetto fisico CFETR si concentra sull'ottimizzazione di una macchina di terza evoluzione con grande radio a 7 m, radio minore a 2 m, un campo magnetico toroidale di 6,5-7 Tesla e una corrente di plasma di 13 MA.

A supporto dello sviluppo ingegneristico di CFETR e della futura DEMO, un nuovo National Mega Science Project, il Comprehensive Research Facility, sarà lanciato alla fine di quest'anno.

Questo nuovo progetto farà avanzare lo sviluppo di moduli di prova del mantello di trizio, tecnologia superconduttiva, attuatori e sorgenti di azionamento di corrente e riscaldamento rilevanti per il reattore, e materiali del deviatore.

EAST è il primo tokamak completamente superconduttore con una sezione trasversale non circolare al mondo. È stato progettato e costruito dalla Cina con particolare attenzione alle questioni scientifiche chiave relative all'applicazione dell'energia da fusione. Da quando ha iniziato ad operare nel 2006, EAST è diventato una struttura di prova completamente aperta in cui la comunità mondiale della fusione può condurre operazioni in regime stazionario e ricerche fisiche relative a ITER.