Le tokamak supraconducteur expérimental avancé (EAST), surnommé le « soleil artificiel chinois, " a atteint une température électronique de plus de 100 millions de degrés dans son plasma central au cours d'une expérience de quatre mois cette année. C'est environ sept fois plus que l'intérieur du soleil, qui est d'environ 15 millions de degrés C.

L'expérience montre que la Chine fait des progrès significatifs vers la production d'énergie de fusion basée sur le tokamak.

L'expérience a été menée par l'équipe EAST des Hefei Institutes of Physical Science de l'Académie chinoise des sciences (CASHIPS) en collaboration avec des collègues nationaux et internationaux.

Le profil de densité de courant plasma a été optimisé grâce à l'intégration et à la synergie efficaces de quatre types de puissance de chauffage :chauffage par onde hybride inférieure, chauffage par onde cyclotron électronique, chauffage par résonance cyclotron ionique et chauffage ionique par faisceau neutre.

L'injection de puissance a dépassé 10 MW, et l'énergie stockée dans le plasma a été portée à 300 kJ après que les scientifiques ont optimisé le couplage de différentes techniques de chauffage. L'expérience a utilisé un contrôle de plasma avancé et une prédiction de théorie/simulation.

Les scientifiques ont mené des expériences sur l'équilibre et l'instabilité du plasma, confinement et transport, interaction plasma-paroi et physique des particules énergétiques pour démontrer une échelle à long terme, fonctionnement en mode H en régime permanent avec un bon contrôle des impuretés, stabilité MHD core/edge, et l'évacuation de la chaleur à l'aide d'un divertor en tungstène de type ITER.

Avec des conditions de fonctionnement de type ITER telles que le chauffage à ondes radiofréquences dominantes, couple inférieur, et un divertor en tungstène à refroidissement par eau, EAST a réalisé un scénario de régime permanent entièrement non inductif avec une extension des performances de fusion à haute densité, haute température et fort confinement.

Pendant ce temps, pour résoudre les particules et la puissance d'échappement, ce qui est crucial pour un fonctionnement en régime permanent performant, l'équipe EAST a utilisé de nombreuses techniques pour contrôler les modes localisés aux bords et l'impureté de tungstène avec des parois métalliques, ainsi qu'un contrôle de rétroaction actif de la charge thermique du divertor.

Les scénarios de fonctionnement, y compris le mode H haute performance en régime permanent et les températures des électrons de plus de 100 millions de degrés à l'EST ont apporté des contributions uniques à ITER, le réacteur d'essai d'ingénierie de fusion chinois (CFETR) et DEMO.

Ces résultats fournissent des données clés pour la validation de l'évacuation de la chaleur, les modèles de transport et d'entraînement actuels. Ils augmentent également la confiance dans les prédictions de performance de fusion pour CFETR.

Maintenant, la conception physique du CFETR se concentre sur l'optimisation d'une machine de troisième évolution avec un grand radium à 7 m, radium mineur à 2 m, un champ magnétique toroïdal de 6,5-7 Tesla et un courant plasma de 13 MA.

En appui au développement technique du CFETR et du futur DEMO, un nouveau projet national de mégasciences, le Comprehensive Research Facility, sera lancé à la fin de cette année.

Ce nouveau projet fera progresser le développement de modules d'essai de couverture de tritium, technologie supraconductrice, actionneurs et sources de chauffage et d'entraînement de courant pertinents pour le réacteur, et des matériaux de divertor.

EAST est le premier tokamak entièrement supraconducteur à section transversale non circulaire au monde. Il a été conçu et construit par la Chine en mettant l'accent sur les questions scientifiques clés liées à l'application de l'énergie de fusion. Depuis sa mise en service en 2006, EAST est devenu une installation d'essai entièrement ouverte où la communauté mondiale de la fusion peut mener des opérations en régime permanent et des recherches en physique liées à ITER.