全球首次！新奧聚變裝置「玄龍-50U」氫硼等離子體高約束模放電成功

近日，新奧球形環聚變實驗裝置「玄龍-50u」實現全球首次氫硼等離子體高約束模（h模）放電。在該模式下，等離子體電子密度、電子溫度較低約束模（l模）提升1倍，等離子體儲能和能量約束時間提升約1.5倍。數據表明，高約束模的「三乘積」（密度、溫度、能量約束時間的乘積）較低約束模提升約10倍。這標誌著新奧「玄龍-50u」聚變裝置的加熱、控制能力躍升至國際先進水平，為下一步即將開展的氫硼聚變反應驗證奠定了基礎。

高約束模基於其卓越的約束性能，被認定為國際熱核聚變實驗堆（iter）及未來商用聚變堆的基準運行模式。與常規的低約束模相比，其核心優勢在於等離子體邊界會自發形成一道能量輸運壁壘，能夠大幅減少等離子體能量、粒子流失，使等離子體密度、溫度及能量約束時間顯著提升，為聚變反應創造更優條件。

氫硼聚變路線因其反應無中子、燃料豐富易得低成本等獨特優勢，被業界視為最具商業化潛力的聚變技術方向之一，但也面臨著發生聚變反應需要更高「三乘積」的難度挑戰。

此次新奧「玄龍-50u」實驗中採用30%的乙硼烷和70%的氫氣作為工作氣體，同時注入硼粉，等離子體中硼含量約為10%，證實了氫硼等離子體和高約束模的兼容性，成功實現穩定可重複的氫硼等離子體高約束模放電，為氫硼聚變反應破解高 「三乘積」的挑戰提供了有效應對方案。同時這次放電積累了關鍵的實驗數據，為新奧下一代氫硼聚變實驗裝置「和龍-2」的研發以及iter第一階段實時硼化的高約束模研發提供了直接實驗數據支持。