我国研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪

中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位近日联合研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。

在磁约束聚变反应装置工作过程中，需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制，避免等离子体损伤器壁进而导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量，是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段。

记者从中科院空天信息研究院获悉，今年5月在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展实验中，上述散射仪基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲，实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度，电子温度安全预警时间间隔达5毫秒，所获得的预警时间是国际同类系统的一半，指标提高一倍。

科研团队负责人介绍，激光的工作频率决定了温度预警的采样时间间隔，间隔越小，系统预警越及时，装置运行安全系数越高。此前，我国等离子体温度诊断采用数十赫兹的低频激光器，采样间隔宽，遇到紧急情况无法及时预警，导致装置运行存在巨大风险。

据了解，研究团队后续将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验,为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。

中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位近日联合研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。

在磁约束聚变反应装置工作过程中，需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制，避免等离子体损伤器壁进而导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量，是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段。

记者从中科院空天信息研究院获悉，今年5月在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展实验中，上述散射仪基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲，实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度，电子温度安全预警时间间隔达5毫秒，所获得的预警时间是国际同类系统的一半，指标提高一倍。

科研团队负责人介绍，激光的工作频率决定了温度预警的采样时间间隔，间隔越小，系统预警越及时，装置运行安全系数越高。此前，我国等离子体温度诊断采用数十赫兹的低频激光器，采样间隔宽，遇到紧急情况无法及时预警，导致装置运行存在巨大风险。

据了解，研究团队后续将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验,为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。