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1978年建所以来，等离子体所先后建成并运行了三代托卡马克核聚变实验装置：常规磁体托卡马克HT-6B、HT-6M，我国第一个圆截面超导托卡马克HT-7，世界上第一个非圆截面全超导托卡马克EAST，即俗称的“人造太阳”。九十年代初期，等离子体所从前苏联引进世界第一个部分超导工程装置托卡马克T7，为了适宜长脉冲实验要求，通过自主设计，将一个原本不具备物理实验功能的装置成功地改造成能够开展稳态高参数实验的中国第一、世界第四个超导托卡马克装置。通过二十多年的努力，实现了400秒、电子温度超过1000万度的等离子体放电，创造了世界上最长的限制器位型的长脉冲高温等离子体放电记录。通过HT-7的建设，等离子体所发展了超导托卡马克工程和实验技术，于2006年成功建成、运行了东方超环（EAST）装置，使我国成为世界上第一个掌握新一代先进全超导托卡马克技术的国家。设在法国的国际热核聚变实验反应堆(ITER)是我国参加的最大国际科学合作项目，而合肥科学岛上的东方超环(EAST)，则为ITER提供技术试验温床。