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系所簡介

磁約束核聚變的目的是實現持續可控的核聚變能,從根本上解決人類能源需求。聚變能研發被國家列為“戰略性前瞻性重大科學問題”,被美國工程院評為21世紀十四大科技挑戰之一。聚變與等離子體研究所(以下簡稱聚變所)是電氣與電子工程學院因應我國參與的最大國際合作項目--國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃(www.iter.org)以及未來核聚變能研發的重大需求而成立的研究所,其宗旨是開展核聚變能源相關的基礎研究和培養聚變能研發需要的復合型人才。聚變所通過對ITER計劃的參與,實現了電氣、物理、材料、能源、機械、控制、計算機等學科的交叉和發展,促進了新型復合型人才的培養,提升了我校在未來尖端科技領域的影響力c07彩票百度。

2016年,加強與國外高水平大學合作,建立教學科研合作平臺,聯合推進高水平基礎研究和高技術研究,提高創新人才培養質量,教育部決定依托高等學校整合提升并建設認定一批國際合作聯合實驗室。華中科技大學聚變與等離子體所依托J-TEXT裝置開展聯合研究,與美國德克薩斯大學奧斯丁分校、韓國國立聚變研究所、英國卡拉姆實驗室等多個國際知名磁約束聚變研究機構建立了良好的合作關系,簽署了正式的合作協議,匯聚了眾多的國際領軍人才,取得了一批具有國際影響力的研究結果。201611月教育部正式將華中科技大學申報的“磁約束聚變與等離子體”國際合作聯合實驗室列入立項建設名單。

聚變所擁有由華中科技大學與美國德州大學奧斯丁分校共建的聚變實驗裝置J-TEXTc07彩票百度。該裝置是我國高校中唯一的大中型托卡馬克裝置,也是依托于華中科技大學成立的“磁約束核聚變教育部研究中心”的主要研究平臺。聚變所現有教師24人,技術人員13人,其中院士1人,中組部千人計劃獲得者1人,教育部長江學者1人,教授5人,副教授7人。

目前聚變所在聚變工程技術、等離子體物理和核科學與技術等主要研究方向上開展了相關研究和人才培養c07彩票百度,先后承擔了國家熱核聚變實驗堆(ITER)計劃專項、“973”計劃、國家自然科學重大基金等在內的國家級重大研究項目32項,研究經費超過1.5億元。通過這些項目的研究,聚變所取得了豐碩的研究成果:

聚變工程研究方向上c07彩票百度,聚變所在J-TEXT上建立了頻率高達10kHz(為國際上現有在運行擾動場系統中最高)的動態擾動場系統,;提出了利用能量轉移線圈將等離子體破裂時的磁能轉移出真空室以保護真空室及內部部件的設想開展輔助加熱系統高壓電源技術研究;自主研制了一套100kV/60A PSM高壓電源系統;參與了ITER電源采購包項目,承擔了ITER極向場電源變流器橋臂均流設計和大電流環流電抗器的研制任務,成功通過了ITER組織的驗收;在消化吸收了ITER ECRH系統技術的基礎上c07彩票百度,完成了J-TEXT裝置ECRH系統研制;建立了J-TEXT CODAC系統,率先將ITER CODAC中部分技術運用于J-TEXT裝置;提出了一種神經絡破實時裂預測技術,為托卡馬克等離子體破裂的預測提供一種有效手段。

聚變物理研究方面,揭示了磁流體不穩定性調控新方法。發現了外加磁場對磁流體不穩定性的作用規律,創新性地提出了三維脈沖磁場調控方法,極大提高了磁流體不穩定性的控制效果c07彩票百度c07彩票百度。提出磁島鎖模抑制逃逸電子方法,并在實驗上成功實現了逃逸電子的完全抑制。提出了湍動加速理論,闡明了托卡馬克等離子體自發旋轉驅動機制,證明了自發旋轉和動量守恒定律的自洽性。原創性地提出了湍動加速驅動自發旋轉的新機制,從而證明了自發旋轉和動量守恒定律的自洽性,為ITER裝置驅動自發旋轉奠定了重要的理論基礎。

聚變所做為“磁約束核聚變教育部研究中心” 的掛靠單位,培養了大量的優秀人才。已畢業的碩士和博士研究生達173人。在研究生培養過程中,聚變所鼓勵優秀研究生積極參加國內、國際會議,與國內、國際同行互相交流工作進展,及時了解磁約束聚變的最新前沿問題并積極宣傳聚變所的最新研究進展。2017-2018連續兩年有博士研究生在重要國際會議上獲得最佳墻報獎。此外,聚變所還為在讀的優秀博士生提供去國際知名高校和研究院所,如美國加州大學圣地亞哥分校(1人)、戴維斯分校(1人)c07彩票百度、德國于立??茖W中心(2人)、日本核聚變研究所(1人)長期訪問學習的機會,與國際磁約束聚變頂級學者交流、合作c07彩票百度。

聚變所重視研究生培養質量,累計獲得“國家獎學金”達30余人次,博士畢業生中有兩人獲得“博士后創新人才支持計劃”c07彩票百度。聚變所更注重研究生的長遠培養,為國內c07彩票百度、國際聚變屆輸送人才。聚變所畢業的多名研究生已經成為磁約束聚變界的優秀青年人才,在核工業西南物理研究院、中科院等離子體物理研究所、華中科技大學、西南交通大學、美國普林斯頓等離子體物理實驗室c07彩票百度c07彩票百度、加州大學洛杉磯分校、通用原子能等國內外重要科研機構擔任重要崗位。

2019426日,全省科學技術獎勵暨科技創新推進大會在武漢市洪山禮堂召開c07彩票百度。電氣學院聚變與等離子體研究所于克訓教授牽頭完成的“高頻三維磁場調控磁約束聚變托卡馬克磁流體不穩定性關鍵技術及應用”獲科技進步一等獎。J-TEXT近幾年在磁約束聚變研究方面發表SCI論文143篇,7篇論文評為國際聚變頂級期刊的年度亮點或封面論文,為中國聚變人才培養做出了重要貢獻。





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