应用探析|高速摄像机在可控核聚变EAST放电实验中的应用
可控核聚变是人类能源的终极方向。可控核聚变研究的核心挑战之一，来自如何约束超高温下等离子体并维持其稳态运行。
合肥科学岛，国之重器“全超导托卡马克装置EAST”实验现场，超高温等离子体在磁场下呈现复杂的不稳定性，形态变化发生在微秒量级。中科视界旗下“千眼狼高速摄像机”凭借满画幅130万像素数万帧/秒采集帧率，抗强电磁干扰技术，实现对EAST放电实验中等离子体形态的完整记录。
“传统传感器仅能测量离散数据点的单一物理参数，而借助可视化的高速摄像技术可以帮助我们看到等离子体失稳的全生命周期。“科学岛研究人员表示。EAST放电实验中，当等离子体产生微小的位移、不规则膨胀或边界层的波动时，科研人员借助高速摄像机采集图像序列，描绘等离子体运动轨迹和形态演变规律，并快速捕捉记录等离子体内部类似泡状结构上升、下沉及波浪式波动等失稳瞬态现象，以间接研究等离子的能量传输效率。
同时，EAST装置拥有众多复杂的部件在极端工况下运行，其在等离子体的轰击侵蚀下，会发生位移变形与损伤，影响可控核聚变效率及装置寿命。利用高速摄像机对关键部件进行高速成像，捕捉等离子体粒子与壁材碰撞后的溅射产物分布，有助于科研人员探析等离子体对装置关键部件的侵蚀机理，改进装置相关设计和材料，保障可控核聚变的长时间稳定运行。
千眼狼高速摄像机在EAST放电实验中的成功应用，进一步验证了中科视界在放电等离子体领域五大核心技术的适用性、易用性与先进性：
- 高灵敏背照式全局快门技术，适用于如等离子体捕捉等弱光场景下的应用；
- 双增益高动态范围像素设计技术，适用于等离子体亮度差场景应用；
- 光生电荷高效收集及瞬态转移技术，助力高速摄像机以先进的性能参数，捕捉微秒级等离子体瞬态现象；
- 抗强电磁干扰复合封装技术，采用自研差异化电磁屏蔽涂层，适用EAST强电磁场环境稳定成像；
- 智能图像触发技术，智能自动检测区域图像亮暗变化，提高关键帧捕获效率与精准度，在等离子体明暗场景中非常易用。
展望未来，政策助力叠加技术突破，全球可控核聚变产业加快发展。据聚变工业协会Fusion Industry Association发布的《2024年全球核聚变行业报告》显示，全球可控核聚变商业项目激增，对高速摄像机等离子诊断设备存在刚性需求。中科视界将加大核心技术的持续迭代，为科研人员提供更全面、精准的图像数据，为人类实现终极能源的梦想添砖加瓦。