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环流器

      环流器一般指托卡马克。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。它的名字Tokamak来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、线圈(kotushka)。

    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。上世纪末,科学家们把新兴的超导技术用于托卡马克装置,使基础理论研究和系统运行参数得到很大提高。据科学家估计,可控热核聚变的演示性的聚变堆将于2025年实现,商用聚变堆将于2040年建成。商用堆建成之前,中国科学家还设计把超导托卡马克装置作为中子源,用于环境保护、科学研究及其它途径。

    包括磁体(环向场磁体及极向场磁体)、真空室及其抽气系统、供电系统、控制系统(装置控制和等离子体控制)、加热与电流驱动系统(中性束和微波)、喷气及弹丸注入系统、偏滤器及孔阑、诊断和数据采集与处理系统、包层系统、氚系统、辐射防护系统、遥控操作与维修系统等部件(子系统)。虽然强磁场能提高约束性能,但受工程技术和材料限制,环向磁场一般为2~8T;为了获取稳定的核聚变能输出,托卡马克聚变堆*终要采用超导磁体(稳态运行要求),为此要增加杜瓦、冷屏和低温制冷系统。为将等离子体加热至需要的温度,大型装置的总加热功率为几十兆瓦,国际热核实验堆装置的加热功率为73~130MW。

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