电磁波为核聚变等离子体“充电”，稳态运行冲刺100秒 | 前沿动态

今日快讯 2025年08月07日 22:18 1 aa

原文发表于《科技导报》2025年第13期科技新闻-前沿动态

电磁波为核聚变等离子体“充电”

科研人员调试“夸父”低杂波电流驱动系统（图片来源：新华社）

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聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）项目取得重要进展。低杂波电流驱动系统是CRAFT项目的重要组成部分，用于驱动和维持托卡马克装置里的环向等离子体电流。2025年6月18日，该系统通过专家组测试与验收，全部实现国产化，性能达到国际领先水平。

低杂波是一种在等离子体中传播的电磁波（频率1~10GHz），相速度与电子热运动速度接近。这一特性使其能像“精准调频的遥控器”，与电子发生共振作用——当波的电场分量与电子运动节奏匹配时，电子持续吸收波的能量，形成驱动电流。

传统感应电流受变压器铁芯限制，无法长时间维持；低杂波驱动如同“持续供电的引擎”，可在无铁芯条件下维持长脉冲电流。同时通过调节低杂波注入参数，还能调控等离子体电流分布、优化等离子体约束性能，如同“用电磁波雕刻等离子体形态”。该系统主要由微波源系统、微波传输线、耦合天线、监控保护、高压电源、水冷系统组成。

项目团队经过5年技术攻关，最终实现中心频率4.6GHz、微波源最大总输出功率4MW的工程突破。运行脉冲长度大于100s的测试，接近未来聚变堆的稳态运行需求（目标持续数小时）。研制过程中产生的相关技术可拓展应用于微波加热、无线通信、医疗健康、电子科技等领域。

（综合新华网、中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所官网）