超导托卡马克核聚变实验装置

㈥ 中科院的全超导的“人造太阳”——托克马克核聚变试验装置的调试运行成功，使我国在该领域的研究处于世界

可控核聚变俗称人造太阳，因为太阳的原理就是核聚变反应。（核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境）人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。科学家们把这类装置比喻为“人造太阳”。
为实现磁力约束，需要一个能产生足够强的环形磁场的装置，这种装置就被称作“托克马克装置”——TOKAMAK，也就是俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”的字头组成的缩写。早在1954年，在原苏联库尔恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一个托卡马克装置。貌似很顺利吧？其实不然，要想能够投入实际使用，必须使得输入装置的能量远远小于输出的能量才行，我们称作能量增益因子——Q值。当时的托卡马克装置是个很不稳定的东西，搞了十几年，也没有得到能量输出，直到1970年，前苏联才在改进了很多次的托卡马克装置上第一次获得了实际的能量输出，不过要用当时最高级设备才能测出来，Q值大约是10亿分之一。别小看这个十亿分之一，这使得全世界看到了希望，于是全世界都在这种激励下大干快上，纷纷建设起自己的大型托卡马克装置，欧洲建设了联合环-JET,苏联建设了T20（后来缩水成了T15，线圈小了，但是上了超导），日本的JT-60和美国的TFTR（托卡马克聚变实验反应器的缩写）。这些托卡马克装置一次次把能量增益因子（Q）值的纪录刷新，1991年欧洲的联合环实现了核聚变史上第一次氘－氚运行实验，使用6：1的氘氚混合燃料，受控核聚变反应持续了2秒钟，获得了0.17万千瓦输出功率，Q值达0.12。1993年，美国在TFTR上使用氘、氚1：1的燃料，两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦，Q值达到了0.28。1997年9月，联合欧洲环创1.29万千瓦的世界纪录，Q值达0.60，持续了2秒。仅过了39天，输出功率又提高到1.61万千瓦， Q值达到0.65。三个月以后，日本的JT－60上成功进行了氘－氘反应实验，换算到氘－氚反应，Q值可以达到1。后来，Q值又超过了1.25。这是第一次Q值大于1，尽管氘-氘反应是不能实用的（这个后面再说），但是托卡马克理论上可以真正产生能量了。在这个大环境下，中国也不例外，在70年代就建设了数个实验托卡马克装置——环流一号（HL-1）和CT-6，后来又建设了HT-6,HT-6B，以及改建了HL1M，新建了环流2号。有种说法，说中国的托卡马克装置研究是从俄罗斯赠送设备开始的，这是不对的，HT6/HL1的建设都早于俄罗斯赠送的HT-7系统。HT-7以前，中国的几个设备都是普通的托卡马克装置，而俄罗斯赠送的HT-7则是中国第一个“超脱卡马克”装置。什么是“超脱卡马克装置”呢？回过头来说，托卡马克装置的核心就是磁场，要产生磁场就要用线圈，就要通电，有线圈就有导线，有导线就有电阻。托卡马克装置越接近实用就要越强的磁场，就要给导线通过越大的电流，这个时候，导线里的电阻就出现了，电阻使得线圈的效率降低，同时限制通过大的电流，不能产生足够的磁场。托卡马克貌似走到了尽头。幸好，超导技术的发展使得托卡马克峰回路转，只要把线圈做成超导体，理论上就可以解决大电流和损耗的问题，于是，使用超导线圈的托卡马克装置就诞生了，这就是超脱卡马克。目前为止，世界上有4个国家有各自的大型超脱卡马克装置，法国的Tore－Supra，俄罗斯的T-15，日本的JT-60U，和中国的EAST。除了EAST以外，其他四个大概都只能叫“准超托卡马克”，它们的水平线圈是超导的，垂直线圈则是常规的，因此还是会受到电阻的困扰。此外他们三个的线圈截面都是圆形的，而为了增加反应体的容积，EAST则第一次尝试做成了非原型截面。此外，在建的还有德国的螺旋石-7，规模比EAST大，但是技术水平差不多。

㈦ 人造太阳是什么装置。

ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。

上世纪50年代开始，以原子核的裂变反应为基础的核电站登上世界能源舞台，但是这种核电站存在核废料的处理、核辐射、核燃料铀的开采和提料难等问题。相对来说，核聚变具有无可比拟的优点：它的原料储量极其丰富，因其主要燃料是存在于海水之中的氘和氚。一升海水提取的氘能产生的聚变能源，相当于300升汽油。另外，聚变产物没有放射性。同时，由于聚变反应需要的条件比较高，一旦发生事故，造成反应的等离子体约束破裂，聚变反应便会终止。因此聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较安全。因此，聚变研究对于开发清洁能源，意义十分重大。此外，伴随着聚变研究带来的衍生和伴随技术，比如超导磁体技术、大功率电源技术、超高真空技术、超低温技术等，都会带动相关产业发展，给民众生活带来很大改变。核聚变如果在民用上能实现可控，将彻底改写人类的能源版图。

“目前的聚变研究，功率相对来说还是比较低的。未来我们想实现聚变的可行性，需要在更好的加热功率条件下，来验证延长等离子体存在时间的科学可行性。这个挑战十分巨大，因为聚变产生有一个物理学说叫劳逊判据，意思是要想产生聚变，就要使得等离子体的温度达到上亿度，这就是我们今后的科研攻关目标。”龚先祖说。

㈧ 超导托卡马克的HT-7超导托卡马克简介

中国科学院等离子体物理研究所是我国核聚变研究的重要基地，主要从事高温等离子体物理、受控热核聚变技术的研究以及相关高技术的开发研究工作。担负着国家核聚变大科学工程的建设和研究任务。八十年代建成HT-6B、HT-6M、MPTX、磁镜等一批有影响的聚变研究实验装置。进入九十年代，又成功地建成我国第一个超导托卡马克HT-7实验装置，使我国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家，为我国的核聚变研究进入世界核聚变前沿打下了坚实的基础。等离子体所承担了国家八六三高技术发展计划、国家计委重大科技攻关项目，国防科工委预研项目、国家基金委和科学院重大、重点等多项研究任务，是世界实验室在我国设立的核聚变研究中心，是第三世界科学院优秀研究中心。
九十年代初，等离子体所利用前苏联赠送的原价值约1500万美元的T-7装置进行大幅度 改造，使其成为研究性能不仅更加先进，而且更加完善的我国第一个超导托卡马克---HT-7。其主要研究目标是，获得并研究长脉冲或准稳态高温等离子体，并检验和发展与其相关的工程技术，为未来稳态先进托卡马克聚变堆提供工程技术和物理基础。
经过三年半的努力，已全部按新设计要求完成任务。94年12月至95年3月成功地进行了HT-7首次工程联调，94年12月28日得到首次等离子体。迄今，已成功地进行了十几轮实验运行，取得了多项工程和物理上的重要成果。HT-7的建设和投入运行将使我国的核聚变研究跨上一个新台阶，跻身于世界核聚变研究的前沿。为我国和世界核聚变研究事业作出重要的直接贡献。同时也使我国成为继俄、法、日之后拥有超导托卡马克的几个少数国家之一。并使我国的聚变等离子体物理研究进入世界前列。1998年国务院科教领导小组批准了国家“九五”重大科学工程HT-7U的立项，HT-7也部分承担下一代装置HT-7U的前期实验任务。
2013年5月7日，中国科学院等离子体物理研究所宣布HT-7超导托卡马克装置正式退役。于2007年3月建成的世界首个全超导托卡马克装置“EAST东方超环”将替代HT-7，承担起下一阶段的科研任务。

㈨ 全超导托卡马克核聚变实验装置研究用了多少经费

已经投入几十个亿了，这种大装置都是非常费钱的。
为了维持运行，每年还要上亿的投入。