为什么托卡马克装置越建越大？ 托卡马克大半径

如果托卡马克装置小型化.又输入足够的核原子开动达到短时间过载很大威力的爆炸可以行得通吗？ 想的太简单了。托卡马克是一环形装置，通过约束电磁波驱动，创造氘、氚实 现聚变的环境和超高温，并实现人类对聚变反应的控制。受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低，突破难度大。受控核聚变研究举步维艰，根本原因是轻元素原子核的聚合远比重元素原子核的分裂困难。原子核之间的吸引力是很大的，但原子核都带正电，又互相排斥，只有当两个原子核之间的距离非常接近，大约相距只有万亿分之三毫米时，它们的吸引力才大于静电斥力，两个原子核才可能聚合到一起同时放出巨大的能量。因 此，首先必须使聚变物质处于等离子状态，让它们的原子核完全裸露出来。然而，两个带正电的原子核越互相接近，它们之间的静电斥力也越大。只有当带正电的原子核达到足够高的动能时，这需要几千万甚至几亿摄氏度的高温，它们的碰撞才有机会使它们非常接近，以致产生聚合。国际热核实验堆是一个基于托卡马克方案的项目，主要目的是实现氘－氚燃料点火并持续燃烧，最终实现氘－氚燃料的稳定燃烧；证明利用核聚变发电是安全 的，也不污染环境；另外也进行核聚变工艺技术一体化实验。由于氘－氚燃料点火的需要，这个实验堆要建得相当大，当时设定。一个猜想：利用托卡马克装置造炸弹 想的太简单了。托卡马克是一环形装置，通过约束电磁波驱动，创造氘、氚实 现聚变的环境和超高温，并实现人类对聚变反应的控制。受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。但常规托卡马克装置体积庞大、效率低，突破难度大。受控核聚变研究举步维艰，根本原因是轻元素原子核的聚合远比重元素原子核的分裂困难。原子核之间的吸引力是很大的，但原子核都带正电，又互相排斥，只有当两个原子核之间的距离非常接近，大约相距只有万亿分之三毫米时，它们的吸引力才大于静电斥力，两个原子核才可能聚合到一起同时放出巨大的能量。因 此，首先必须使聚变物质处于等离子状态，让它们的原子核完全裸露出来。然而，两个带正电的原子核越互相接近，它们之间的静电斥力也越大。只有当带正电的原子核达到足够高的动能时，这需要几千万甚至几亿摄氏度的高温，它们的碰撞才有机会使它们非常接近，以致产生聚合。国际热核实验堆是一个基于托卡马克方案的项目，主要目的是实现氘－氚燃料点火并持续燃烧，最终实现氘－氚燃料的稳定燃烧；证明利用核聚变发电是安全 的，也不污染环境；另外也进行核聚变工艺技术一体化实验。由于氘－氚燃料点火的需要，这个实验堆要建得相当大，当时设定。为什么托卡马克装置越建越大？ 近几十年来，托卡马克装置的尺寸越来越大，比如ITER。尺寸大的好处是什么？是为了提高磁场强度，从而加强…等离子体不稳定性的扭曲不稳定性 在等离子体中，另一个常见的现象是载有纵向强电流的等离子体柱很快地 弯曲，或形成螺线形。这是由于等离子体柱受扰动后，柱面产生凸和凹的部分所致。在凹的部分，磁场增强，扰动进一步发展，磁能转变为柱体的动能，形成扭曲不稳定性。图4表示不同极向模数 m的扭曲不稳定性。为了稳定这种不稳定性，需有与电流平行的磁场B嗞和具有上限的等离子体电流。在环形等离子体中，这个极限电流可用等离子体边界的 q值大于1这个条件来决定。q>；1就是扭曲不稳定性的稳定条件，这称做安全因子是小环半径与大环半径之比，Bθ是等离子体电流所产生的角向磁场。等离子体不稳定性在托卡马克装置中，利用强环向磁场可以完全抑制早期在箍缩放电实验中观察到的腊肠型不稳定性和有条件地控制扭曲型不稳定性，这个条件就是限制总电流量，常用安全因子来表示这种限制。式中a和R为等离子体环的小半径和大半径；Br为环向磁场强度；Ip为环向电流，都用实用单位制计算。在大多数情况下，只要qa>；2.5，托卡马克装置即可实现稳定运行。人类现在可以造出钢铁侠吗？ 不靠天赋异禀的超能力，不靠飞来横祸的基因突变，钢铁侠Tony Stark仅凭科技的力量：一身炫酷的机甲就拯救…