Полностью сверхпроводящий токамак EAST отмечает 20-летие со дня ввода в эксплуатацию: от первых 3 секунд до тысячи секунд стационарного режима — китайское «искусственное солнце» открывает межотраслевой переход к инженерной реализации термоядерного синтеза

28 сентября 2006 года экспериментальная установка ядерного синтеза — полностью сверхпроводящий токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak, «Восточное сверхкольцо»), самостоятельно спроектированная и созданная Институтом физики плазмы Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук (ASIPP), успешно осуществила первый разряд плазмы на острове науки в Хэфэе: ток достиг 200 кА, длительность составила около 3 секунд. Этот исторический момент возвестил о том, что первая в мире полностью сверхпроводящая экспериментальная установка ядерного синтеза с некруглым поперечным сечением официально введена в эксплуатацию, что позволило нашей стране первой войти в клуб технологий полностью сверхпроводящих токамаков. За целых двадцать лет это “искусственное солнце” выполнило в общей сложности более 160 тысяч физических разрядов, став свидетелем того, как исследования управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием в нашей стране прошли путь от раннего догоняющего развития и движения вровень до частичного лидерства.

Оглядываясь на историю развития управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием в нашей стране: в 1970-х годах Китайская академия наук развернула в Хэфэе исследования по тематике токамаков; в 1990-х годах научная команда собственными силами модернизировала зарубежное оборудование, последовательно создав обычные магнитные токамаки HT-6B и HT-6M, а также первый в нашей стране сверхпроводящий токамак с круглым поперечным сечением «Хэфэйское сверхкольцо» (HT-7). На этой основе научная команда, представленная академиком Китайской инженерной академии Вань Юаньси, нарушив международный прецедент, взяла на себя инженерную ношу «использования сверхпроводящих материалов для всех магнитных катушек», преодолела ключевые технологии сверхпроводящих магнитов, сверхвысокого вакуума, криогенного охлаждения и мощного нагрева, обеспечив полностью самостоятельную разработку и изготовление всего комплекта ключевого оборудования.

Являясь передовым крупномасштабным научным проектом, интегрированным из более чем 20 сложных подсистем и почти миллиона комплектующих, EAST за прошедшие двадцать лет непрерывно переписывал рекорды параметров управляемого термоядерного синтеза с магнитным удержанием: от 3 секунд в 2006 году до 30 секунд длинного импульса в режиме высокого удержания (H-mode) в 2012 году, затем до 60 секунд в 2016 году, 101 секунды в 2017 году и 403 секунд стационарного режима высокого удержания в 2023 году; 20 января 2025 года в 150425-м эксперименте EAST установил мировой рекорд стационарного длинноимпульсного режима работы продолжительностью 1066 секунд при электронной температуре 100 миллионов градусов Цельсия, впервые в мире с высокой точностью подтвердив на экспериментальной установке ключевые физические границы стабильного горения с высокими параметрами в течение длительного времени для будущих термоядерных реакторов.

Пройдя двадцать лет физических экспериментов и инженерных итераций, EAST накопил более 200 ключевых технологий и более 2000 патентов на изобретения, не только превысив ожидания в достижении поставленных научных целей, но и непрерывно предоставляя незаменимую информационную поддержку и «китайское решение» для ключевых физических экспериментов и испытаний компонентов Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР). В настоящее время кластер термоядерных инноваций на острове науки полностью сформировал эшелонированную матрицу исследований и разработок: комплексный исследовательский комплекс ключевых систем термоядерного реактора (CRAFT) всеми силами штурмует инженерные испытания сверхпроводящих магнитов десятитысячетонного класса, дивертора и вакуумной камеры; общая сборка основной установки компактной экспериментальной установки термоядерной энергии (BEST) энергично продвигается с целью завершения строительства к 2027 году и демонстрации выхода чистой энергии термоядерного синтеза. Двадцатилетний EAST по-прежнему продолжает работать в качестве основной научной платформы, закладывая прочную технологическую основу для того, чтобы человечество в конечном итоге зажгло первую лампу термоядерной энергии.