托卡马克介绍
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--介绍与发展现状
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)。最 初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫 研究所托卡马克的阿齐莫维齐等人在 20世纪50年代发明的。
2002年3月，日本在托卡马克型热核聚变基础实验装 置“ T RIAM－IM”上使用高频电流产生出了热核 聚变所需要的高温等离子体电流。
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。
பைடு நூலகம்
我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初，尽管起步较 晚，但始终能坚持稳定、逐步的发展，建成了两个在发 展中国家最大的、理工结合的大型现代化专业研究所， 即中国核工业集团公司所属的西南物理研究院(SWIP)及 中国科学院所属的合肥等离子体物理研究所(ASIPP)。 (四) 我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初，尽管经历了 长时间非常困难的环境，但始终能坚持稳定、逐步的发 展，建成了两个在发展中国家最大的、理工结合的大型 现代化专业研究所，即中国核工业集团公司所属的西南 物理研究院(SWIP)及中国科学院所属的合肥等离子体物 理研究所(ASIPP)。为了培养专业人才，还在中国科技 大学、大连理工大学、华中理工大学、清华大学等高等 院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。
我国自行设计建造的中国环 流器一号（HL－1） 。在该装 置上开展了八年等离子体实 验研究，取得了400多项科研 成果。此项研究设计“达到 了国际同类装置中等离子体 参数的国际平”,“具备了参 与国际合作与竞争的条 件”,“大部分实验研究 属于 国际核聚变研究领域的前 沿”“在改善约束、实现L－ 模到H－模的转换方面的重要 成果是对国际核聚变研究的 重要贡献。其实验结果达到 了同类型同规模装置的先进 水平，是我国核聚变研究史 上的重要里程碑”。
HL-1环流器
HL-1m布置图 HL-1主要参数
我国“九五”期间开始建
造中国环流器二号A（HL －2A）装置并于2002年底 完成。HL－2A是我国第一 个具有先进偏滤器位形的 非圆截面的托卡马克核聚 变实验研究装置，其主要 目标是开展高参数等离子 体条件下的改善约束实验， 并利用其独特的大体积封 闭偏滤器结构，开展核聚 变领域许多前沿物理课题 以及相关工程技术的研究， 为我国下一步聚变堆研究 与发展提供技术基础。
HL-2A实验与诊断项目布置图
半径R（m） 1.64 安全因子qψ 3.3-3.5大 小半径r（m） 0.45 等离子体电流平顶时间tf(s) 5.0 等离子体电流Ip(kA) 450 低杂波电流驱动功率 PLHCD(MW) 2 中心磁场Bt(T) 2.8 电子回旋加热功率PECRH(MW) ~1 等离子体拉长比k 1.3 离子回旋加热功率PICRH(MW) 1 等离子体密度m-3 8×1019 中性束注入功率 PNBI(MW) 2-3
二十世纪后半叶，各种类型利用重核裂变的核 电站在世界范围内得到了异常迅速的发展 。 然而，与重核裂变相比，轻核聚变不仅释放的 能量更为巨大，而且能源资源丰富，成本较低， 无论经济上还是环保等方面都具有较大的优势， 但要实现轻核的聚变比较困难，就是在这种情 况下，经过大量科学家的努力，在二十世纪五 十年代初期，前苏联科学家提出了托卡马克的 概念。
近十年来，各国在托卡马克装置上的核聚变研究不 断取得令人鼓舞的进展。 1991年11月9日，欧共体的 J ET托卡马克装置成功地 实现了核聚变史 上第一次氘－氚运行实验。 1993年12月9日和10日，美国在 T FTR装置上使用氘、 氚各50％的混合燃料，使温度达到3亿至4亿摄氏度。 1997年9月22日，联合欧洲环 J ET又创造输出功率为 1.29万千瓦的世界纪录，能量增益因子 Q值达0.60,持 续时间2秒。
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)。最 初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫 研究所托卡马克的阿齐莫维齐等人在 20世纪50年代发明的。
2002年3月，日本在托卡马克型热核聚变基础实验装 置“ T RIAM－IM”上使用高频电流产生出了热核 聚变所需要的高温等离子体电流。
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。
பைடு நூலகம்
我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初，尽管起步较 晚，但始终能坚持稳定、逐步的发展，建成了两个在发 展中国家最大的、理工结合的大型现代化专业研究所， 即中国核工业集团公司所属的西南物理研究院(SWIP)及 中国科学院所属的合肥等离子体物理研究所(ASIPP)。 (四) 我国核聚变能研究开始于上世纪60年代初，尽管经历了 长时间非常困难的环境，但始终能坚持稳定、逐步的发 展，建成了两个在发展中国家最大的、理工结合的大型 现代化专业研究所，即中国核工业集团公司所属的西南 物理研究院(SWIP)及中国科学院所属的合肥等离子体物 理研究所(ASIPP)。为了培养专业人才，还在中国科技 大学、大连理工大学、华中理工大学、清华大学等高等 院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。
我国自行设计建造的中国环 流器一号（HL－1） 。在该装 置上开展了八年等离子体实 验研究，取得了400多项科研 成果。此项研究设计“达到 了国际同类装置中等离子体 参数的国际平”,“具备了参 与国际合作与竞争的条 件”,“大部分实验研究 属于 国际核聚变研究领域的前 沿”“在改善约束、实现L－ 模到H－模的转换方面的重要 成果是对国际核聚变研究的 重要贡献。其实验结果达到 了同类型同规模装置的先进 水平，是我国核聚变研究史 上的重要里程碑”。
HL-1环流器
HL-1m布置图 HL-1主要参数
我国“九五”期间开始建
造中国环流器二号A（HL －2A）装置并于2002年底 完成。HL－2A是我国第一 个具有先进偏滤器位形的 非圆截面的托卡马克核聚 变实验研究装置，其主要 目标是开展高参数等离子 体条件下的改善约束实验， 并利用其独特的大体积封 闭偏滤器结构，开展核聚 变领域许多前沿物理课题 以及相关工程技术的研究， 为我国下一步聚变堆研究 与发展提供技术基础。
HL-2A实验与诊断项目布置图
半径R（m） 1.64 安全因子qψ 3.3-3.5大 小半径r（m） 0.45 等离子体电流平顶时间tf(s) 5.0 等离子体电流Ip(kA) 450 低杂波电流驱动功率 PLHCD(MW) 2 中心磁场Bt(T) 2.8 电子回旋加热功率PECRH(MW) ~1 等离子体拉长比k 1.3 离子回旋加热功率PICRH(MW) 1 等离子体密度m-3 8×1019 中性束注入功率 PNBI(MW) 2-3
二十世纪后半叶，各种类型利用重核裂变的核 电站在世界范围内得到了异常迅速的发展 。 然而，与重核裂变相比，轻核聚变不仅释放的 能量更为巨大，而且能源资源丰富，成本较低， 无论经济上还是环保等方面都具有较大的优势， 但要实现轻核的聚变比较困难，就是在这种情 况下，经过大量科学家的努力，在二十世纪五 十年代初期，前苏联科学家提出了托卡马克的 概念。
近十年来，各国在托卡马克装置上的核聚变研究不 断取得令人鼓舞的进展。 1991年11月9日，欧共体的 J ET托卡马克装置成功地 实现了核聚变史 上第一次氘－氚运行实验。 1993年12月9日和10日，美国在 T FTR装置上使用氘、 氚各50％的混合燃料，使温度达到3亿至4亿摄氏度。 1997年9月22日，联合欧洲环 J ET又创造输出功率为 1.29万千瓦的世界纪录，能量增益因子 Q值达0.60,持 续时间2秒。