托卡马克核聚变实验装置 核聚变试验装置托卡马克的等离子体需要的高温一千万度如何产生的？

世界上第一台全超导托卡马克核聚变(EAST)实验装置是在哪里研制成功的？安徽省合肥市西部的“科学岛”.安徽合肥的中国科学院等离子体物理研究所全超导托卡马克核聚变实验装置的装置概况 建设背景上世纪90年代初，库尔恰托夫研究所所长卡托姆采夫院士致信李正武院士，表示愿意赠送T-7给中国，该信被转交到时任等离子体所所长的霍裕平院士。等离子体所认真分析了国际核聚变发展的趋向，抓住机遇，果断决策，接收了T-7装置，并动员和组织了全所主要的人力、财力和工程技术力量，投入装置的建设。T-7装置不是简单的引进，而是根据我们的研究和实验要求进行了根本性改造：将原48个纵场线圈合并改造成24个，并重新设计制作了新的真空室，增加了34个新的窗口，大大改善了装置的可接近性。为开展高功率辅助加热和长脉冲运行实验，设计安装了真空室内主动水冷内衬和新的垂直场系统。建成了国内最大的低温液氦系统和大功率电源系统等九个子系统，使一个原本不具备物理实验功能的T-7装置改造成能够开展多种实验的先进装置-中国第一个、世界第四个超导托卡马克HT-7。发展过程1990年10月，与俄协议正式生效；1991年3月，HT-7正式立项；1991年6月T-7所有部件运抵等离子体所；1993年国际上12位著名核聚变科学家组成的国际评估小组对HT-7进行评估，称HT-7是“发展中国家最先进的托卡马克装置，并能进行准稳态运行，使中国核聚变研究接近世界核聚变的前沿”；1994年5月。全超导托卡马克核聚变实验装置的应用学科 HT-7和EAST两大装置，瞄准核聚变能研究前沿，开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理和工程问题的国内外联合实验研究，为核聚变工程试验堆的设计建造提供科学依据，推动等离子体物理学科其他相关学科和技术的发展。HT-7是一个比较成熟和稳定的实验装置，有比较完善的实验和测量手段，可以开展超长脉冲条件下等离子体与壁相互作用、等离子体稳态控制、等离子体驰豫演化等一系列稳态物理和技术问题，可在高功率密度条件下研究稳定性、输运、先进运行模式等与未来聚变堆密切相关的物理前沿问题。开展一些目前尚未成熟但未来EAST必需的物理和工程技术前期研究。EAST作为HT-7的升级装置，不仅规模更大，其独有的非圆截面、全超导及主动冷却内部结构三大特性，将更有利于探索等离子体稳态先进运行模式，其工程建设和物理研究可为 ITER项目的建设提供直接经验，并为未来聚变实验堆提供重要的工程和物理实验基础。全超导托卡马克核聚变实验装置的基本原理 核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化，如核(裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实，人类已经实现了氘氚核聚变-氢弹爆炸，但那是不可控制的瞬间能量释放，人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算，l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的，聚变产生的废料为氦气，是清洁和安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。受控热核聚变能的研究主要有两种-惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变，后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性，。托卡马克核聚变的实验装置 “超导托卡马克核聚变2113”实验包括一个具有非圆小5261截面的大型4102超导托卡马克实验1653装置和低温、真空、水冷、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断等子系统。其中超 导托卡马克装置是本项目的核心。而超导托卡马克装置又包括超导纵场与极向场磁体系统、真空室、冷屏、外真空杜瓦及面对等离子体部件等部件。承担各部件设计的工程技术人员，在充分集思广益、充分发挥创新能力的基础上，借鉴国际上同类装置的经验，通过一丝不苟的努力工作，目前各项工作的进展呈良性循环-设计推动了预研工作的进行，预研工作的结果又使设计得到进一步优化。为世界近堆芯聚变物理和工程研究搭建起了一个重要的实验平台，为我国磁约束核聚变研究的进一步发展，提升中国磁约束聚变物理、工程、技术水平和培养高水平人才奠定了坚实基础。EAST是世界上唯一投入运行的全超导磁体的托卡马克装置，将为国际热核聚变实验堆（ITER）的建设及聚变能的发展做出了重要贡献。

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