托卡马克介绍

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
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。


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。

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。
--介绍与发展现状 托卡马Leabharlann (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。
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。




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。
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”。