HFRC装置等离子体放电实验

聚变能是理想的清洁能源，其极有可能解决人类能源问题。然而目前主流研究的氘氚聚变反应所释放的聚变能80％携带在中子中，中子能量最高达到14.1MeV。正是这些高能量中子给聚变能的安全可靠利用带来了巨大麻烦。中子对聚变堆材料及部件的轰击会引发较强的晶格位移、嬗变反应及材料活化等问题，导致堆内材料机械、热学等性能退化，严重影响聚变堆的安全运行及寿命。世界各大国都在致力于开发能耐高通量聚变中子辐照的新型材料，新研制出的材料耐中子辐照的性能必须经过长时间满负荷运行检验。然而，目前世界上却没有能较好模拟聚变中子能谱的高通量中子源。自上世纪90年代开始，欧盟和日本开始联合研究国际聚变材料辐照设施（IFMIF），目前处于半参数建设验证阶段。

为了更加真实的模拟聚变堆的复杂环境，并进行堆内部件的测试，我校潘垣院士提出利用场反位形等离子体结合级联磁压缩的聚变中子源方案，有望获得新的突破。该思想已经得到科技部国家重点研发计划项目的资助，我校在该资助下设计建设了大型场反等离子体研究装置HFRC，旨在演示高品质场反等离子体的获得并验证磁压缩的有效性。历经4年，HFRC装置完成了主体部分的建设，并于2022年6月开始放电，目前正在进行辅助系统的升级完善和场反等离子体放电的优化。HFRC装置为国内最大的场反等离子体装置，其建成将有力推动国内聚变界对场反位形等离子体的认识，同时该装置作为聚变中子源的预研装置，将为我校立项和建设湖北省聚变中子源重大科技基础设施提供关键支撑，该装置也将在基础等离子体物理方面发挥极具特色的作用。