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环流器的现状及前景

   环流器是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器。它的名字Tokamak 来源于环形、真空室、磁、线圈。*初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。
   环流器只有同时达到密度(>10cm)、温度(>10K)及能量约束时间(>1s)三个条件(或聚变三重积>10cm·K·s)时,才能实现氘一氚自持核聚变反应。这三个条件已经在不同的装置上分别达到或超过,但还没有在一个装置上同时达到或超过。JET(见图)和JT-60U装置基本达到能量得失相当条件(Q≈1),JET的氘一氚实验还得到17MW聚变功率输出。
   实验研究还发现多种改善约束的模式,根据这些模式,托卡马克型核聚变反应堆的经济性能还可以进一步提高。基于50多年来在等离子体理论、物理实验研究和工程技术上取得的重大进展,由七方共同参与的超大型国际合作项目国际热核实验堆(ITER)计划已经进入工程建造阶段。

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