中國科學院空天信息研究院和中國科學技術大學等單位近日聯合研制出高速高精度激光湯姆遜散射儀，為我國未來磁約束聚變能裝置的高精度測量奠定了堅實基礎。
在磁約束聚變反應裝置工作過程中，需要對等離子體電子溫度進行提前預警和實時反饋控制，避免等離子體損傷器壁進而導致災難性后果。基于高頻高能激光的湯姆遜散射測量，是精確測量等離子體電子溫度的唯一可靠測量手段。
記者從中科院空天信息研究院獲悉，今年5月在“科大一環”磁約束聚變等離子體裝置開展實驗中，上述散射儀基于重復頻率200赫茲、單脈沖能量5焦耳的激光脈沖，實現了小于5電子伏特的電子溫度測量精度，電子溫度安全預警時間間隔達5毫秒，所獲得的預警時間是國際同類系統的一半，指標提高一倍。
科研團隊負責人介紹，激光的工作頻率決定了溫度預警的采樣時間間隔，間隔越小，系統預警越及時，裝置運行安全系數越高。此前，我國等離子體溫度診斷采用數十赫茲的低頻激光器，采樣間隔寬，遇到緊急情況無法及時預警，導致裝置運行存在巨大風險。
據了解，研究團隊后續將開展更高功率、更高頻率激光器研發和更高精度的診斷實驗,為下一代磁約束聚變裝置安全運行提供高速預警手段。(董瑞豐)
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