超导托卡马克大科学装置 超导托卡马克需要那么高温度，什么材料才能承受那高的温度？

超导托卡马克需要那么高温度，什么材料才能承受那高的温度？ 托卡马克(Tokamak)是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。它的名字Tokamak来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。托卡马克的中央是。全超导托卡马克核聚变实验装置的研究成果 HT-7装置1995年投入运行，经过多方面的改进和完善，装置运行的整体性能和水平有了很大的提高。13年来，物理实验不断取得重大进展和突破，获得了一系列国际先进或独具特色的成果。在中心等离子体密度大于2.2×1019/m3条件下，最高电子温度超过5 000万度；获得可重复大于60秒(最长达到63.95秒)、中心电子温度接近500万度、中心密度大于0.8×1019/m3的非感应全波驱动的高温等离子体；成功地实现了306秒的稳态等离子体放电，等离子体电流60kA，中心电子密度0.8×1019/m3，中心电子温度约1 000万度；2008年春季，HT-7超导托卡马克物理实验再次创下新纪录：连续重复实现了长达400秒的等离子体放电，电子温度1 200万度，中心密度0.5×1019/m3。这是目前国际同类装置中时间最长的高温等离子体放电。同时，还在HT-7上开展了石墨限制器条件下的运行模式、等离子体物理特性和波加热、波驱动高参数等离子体物理特性以及高参数、长脉冲运行模式等世界核聚变前沿课题的研究，出色完成了国家“863”计划和中科院重大课题研究任务。HT-7实验的成功使中国磁约束聚变研究进入世界先进行列，也使HT-7成为世界上(EAST建成之前的)第二个全面开放的、可进行高参数稳态条件下等离子体物理。中国十个“大科学装置”都有哪些？ 什么是大科学装置？大科学装置是指通过较大规模投入和工程建设来完成，建成后通过长期的稳定运行和持续的科学技术活动，实现重要科学技术目标的大型设施。其科学技术目标必须面向科学技术前沿，为国家经济建设、国家安全和社会发展做出战略性、基础性和前瞻性贡献。大科学装置的特点大科学装置本身是由多学科支撑、众多高新技术集成和国际竞争的产物；是支撑多学科与交叉学科的发展、先进的大型公共技术平台；是国家创新体系中具有强大研发能力和国际竞争能力的大型科研基地。大科学装置集中体现出国家科学基础设施的水平和技术制造能力。大科学装置的建设和利用与一般的科学仪器及装备有很大的不同，也有别于一般的基本建设项目，这些特殊点主要是：(1)科学技术意义重大，影响面广且长远，同时建设规模和耗资大，建设时间长；(2)技术综合、复杂，需要在建设中研制大量非标设备，具有工程与研制的双重性；(3)其产出是科学知识和技术成果，而不是直接的经济效益，建成后要通过长时间稳定的运行、不断的发展和持续的科学活动才能实现预定的科学技术目标；(4)从立项、建设到利用的全过程，都表现出很强的开放性、国际化的特色。大科学装置的分类按不同的应用目的，大科学装置可。超导托卡马克装置只能运行几百秒吗？为什么？ 为什么超导托卡马克装置只能运行几百秒？其实无论是是磁约束中的托卡马克还是仿星器、或者球形环、磁镜等还是惯性路子的国家点火装置，统统都不能连续运行，当然两者未来的前途也不一样，磁约束封闭环境比较适合用来发电，惯性类未来适合星际旅行的飞行器发动机等等；不过现在看来磁约束似乎更接近成功一些。托卡马克核聚变装置示意图可以从如下几个角度来看看这个可控核聚变的难度有多高。一、工作原理 从原理上看似乎并不难，不就是轻元素聚变成比较重的元素然后丢失的一些质量释放出巨大的能量，太阳上天天在发生！但难度也是由此而来的。首先太阳上有极高的温度和压力，我们地球上不具备，另外太阳是一个在宇宙空间的球体啊，极高温的等离子体等都受到太阳引力的约束，还有太阳会释放出高能粒子，最后比较关键，太阳聚变的元素是氢，但我们人类连最容易的氚氘聚变温度都难以到达，可想而知这有多难！二、材料选择 我们人类现有最耐高温的材料是钨，3410度，但即使如此，在5000万度的聚变等离子面前，连黄油都不如！幸亏等离子体是导电的，可以用磁场来约束它，这也导致了下一个问题。另外聚变时会产生中子等，内壁材料吸收了中子之后会嬗变具有放射性.三、成本分摊 问题。EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置，又称“人造太阳”，有什么作用？ 托卡马克不是模拟，就是核聚变反应装置。下面摘抄部分资料：托卡马克是前苏联科学家于20世纪60年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力，在托卡马克。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。超导托卡马克装置的EAST 为了在近堆芯的高参数条件下研究等离子体的稳态和先进运行，深入探索实现聚变能源的工程、物理问题，等离子体所在成功建设中国第一个超导托卡马克HT-7的基础上，提出了“HT-7U全超导非圆截面托卡马克装置建设”计划。为使国内外专家易于发音、便于记忆同时又有确切的科学含义，项目的名称在2003年10月正式由HT-7U改为EAST。EAST由实验“Experimental”、先进“Advanced”、超导“Superconducting”、托卡马克“Tokamak”四个单词首字母拼写而成，它的中文意思是“先进实验超导托卡马克”，同时具有“东方”的含意。EAST装置是我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置（右图），其主要技术特点和指标是：16个大型“D”形超导纵场磁体将产生纵场强度 BT=3.5 T；12个大型极向场超导磁体可以提供磁通变化 ΔФ≥10 伏秒；通过这些极向场超导磁体，将能产生≥100万安培的等离子体电流；持续时间将达到1000秒，在高功率加热下温度将超过一亿度。EAST装置的主机部分高11米，直径8米，重400吨，由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大部件组成。其实验运行需要有大规模低温氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型超导体测试、。

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