日本核聚變實驗裝置

『壹』 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置研究用了多少經費

已經投入幾十個億了，這種大裝置都是非常費錢的。
為了維持運行，每年還要上億的投入。

『貳』 國內外核聚變目前做的較好的有哪些研究所或實驗室

其實有很多，下面我就說我了解的。

• 位於伯克利附近的利物浦勞倫提亞國家實驗室
  勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，這是國家實驗室。它應該是美國最大的核聚變濃度。實驗室非常大，涵蓋了研究的各個方面，融合是其中的主要部分。

• 著名的德國馬克是asdex - u和TEXTOR
  前者是第一個全w堆，在ipp garching中。後者在Juelich被關閉，整個焦點主要集中在PWI上。另一個ipp正在建造一個復製品，w - 7，也是超導的。換句話說，中國的一個設備是ipp提供的。在荷蘭的早期，有一個RTP，它在90年代末解體，並且磁場在另外兩個設備上預熱。我的大事…捷克的ipp似乎也有許多設備。

『叄』 國際熱核聚變實驗裝置將建造於那個國家

是法國
索詞條
國際熱核聚變實驗堆計劃

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「國際熱核聚變實驗版堆（ITER）計劃」是目前權全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一，建造約需10年，耗資50億美元（1998年值）。ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克，俗稱「人造太陽」。2003年1月，國務院批准我國參加ITER計劃談判，2006年5月，經國務院批准，中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定。

『肆』 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的應用學科

HT-7和EAST兩大裝置，瞄準核聚變能研究前沿，開展穩態、安全、高效運行的先進托卡馬克聚變反應堆基礎物理和工程問題的國內外聯合實驗研究，為核聚變工程試驗堆的設計建造提供科學依據，推動等離子體物理學科其他相關學科和技術的發展。
HT-7是一個比較成熟和穩定的實驗裝置，有比較完善的實驗和測量手段，可以開展超長脈沖條件下等離子體與壁相互作用、等離子體穩態控制、等離子體馳豫演化等一系列穩態物理和技術問題，可在高功率密度條件下研究穩定性、輸運、先進運行模式等與未來聚變堆密切相關的物理前沿問題。開展一些目前尚未成熟但未來EAST必需的物理和工程技術前期研究。
EAST作為HT-7的升級裝置，不僅規模更大，其獨有的非圓截面、全超導及主動冷卻內部結構三大特性，將更有利於探索等離子體穩態先進運行模式，其工程建設和物理研究可為 ITER項目的建設提供直接經驗，並為未來聚變實驗堆提供重要的工程和物理實驗基礎。

『伍』 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的裝置概況

建設背景
上世紀90年代初，庫爾恰托夫研究所所長卡托姆采夫院士致信李正武院士，表示願意贈送T-7給中國，該信被轉交到時任等離子體所所長的霍裕平院士。等離子體所認真分析了國際核聚變發展的趨向，抓住機遇，果斷決策，接收了T-7裝置，並動員和組織了全所主要的人力、財力和工程技術力量，投入裝置的建設。
T-7裝置不是簡單的引進，而是根據我們的研究和實驗要求進行了根本性改造：將原48個縱場線圈合並改造成24個，並重新設計製作了新的真空室，增加了34個新的窗口，大大改善了裝置的可接近性。為開展高功率輔助加熱和長脈沖運行實驗，設計安裝了真空室內主動水冷內襯和新的垂直場系統。建成了國內最大的低溫液氦系統和大功率電源系統等九個子系統，使一個原本不具備物理實驗功能的T-7裝置改造成能夠開展多種實驗的先進裝置--中國第一個、世界第四個超導托卡馬克HT-7。
發展過程
1990年10月，與俄協議正式生效；1991年3月，HT-7正式立項；1991年6月T-7所有部件運抵等離子體所；1993年國際上12位著名核聚變科學家組成的國際評估小組對HT-7進行評估，稱HT-7是「發展中國家最先進的托卡馬克裝置，並能進行准穩態運行，使中國核聚變研究接近世界核聚變的前沿」；1994年5月HT-7裝置建成；同年7月在勵磁控制與保護系統、電流引線和氦、氮冷卻管路等相關施工完成後，成功地進行了裝置低溫調試，最大縱場勵磁電流超過5 000A；1994年8月該裝置由中科院正式立項，納入國家大科學工程管理； 1994年12月，在完成了極向場控制系統後又進行了首次工程調試，獲得首次等離子體；HT-7在解決了包括電流引線在內的一些關鍵問題後於1995年春成功地進行了工程聯調，從此開始了裝置的實驗運行；1998年獲中科院科技進步獎一等獎；
2003年8月獲安徽省2003年度科技進步獎一等獎；2004年1月，「可控熱核聚變實驗研究獲重大突破」 被兩院院士評選為「2003年度中國十大科技進展」；2003年財政部開始對大科學工程進行績效資金考評，中科院將HT-7選為京外試點參加首批考評，成績優秀。 在HT-7成功運行的基礎上，「九五」國家重大科學工程--大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置HT-7U在1998年立項。
1998年7月國家計委下達投資[1998]1303號文，同意由中科院主持，中科院等離子體物理所承擔國家重大科學工程項目「HT-7U超導托卡馬克核聚變實驗裝置」 的建造；2000年10月國家計委下達計投資[2000]1656號文，同意該項目的工程開工建設。為使國內外專家易於發音、便於記憶同時又有確切的科學含義，2003年10月HT-7U正式改名為EAST(Experimental and Advanced Superconcting Tokamak)。
EAST工程歷經5年多的建設於2006年全面、優質地完成。同年9-10月和2007年1-2月EAST裝置進行了兩次放電調試，成功獲得了穩定、重復和可控的各種磁位形高溫等離子體。2007年3月1日EAST項目通過了國家發改委組織的驗收。從此，EAST--世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克正式投入運行。EAST雖然比國際熱核聚變試驗堆(ITER)小，但位形與之相似且更加靈活。ITER的建設需要10年左右，其間EAST將是國際上極少數可開展與ITER相關的穩態先進等離子體科學和技術問題研究的重要實驗平台。它的建成將使我國在人類開發核聚變能的過程中能夠做出更多的重大貢獻。

『陸』 中科院的全超導的「人造太陽」——托克馬克核聚變試驗裝置的調試運行成功，使我國在該領域的研究處於世界

可控核聚變俗稱人造太陽，因為太陽的原理就是核聚變反應。（核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射，不產生核廢料，當然也不產生溫室氣體，基本不污染環境）人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。科學家們希望發明一種裝置，可以有效控制「氫彈爆炸」的過程，讓能量持續穩定的輸出。科學家們把這類裝置比喻為「人造太陽」。
為實現磁力約束，需要一個能產生足夠強的環形磁場的裝置，這種裝置就被稱作「托克馬克裝置」——TOKAMAK，也就是俄語中是由「環形」、「真空」、「磁」、「線圈」的字頭組成的縮寫。早在1954年，在原蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所就建成了世界上第一個托卡馬克裝置。貌似很順利吧？其實不然，要想能夠投入實際使用，必須使得輸入裝置的能量遠遠小於輸出的能量才行，我們稱作能量增益因子——Q值。當時的托卡馬克裝置是個很不穩定的東西，搞了十幾年，也沒有得到能量輸出，直到1970年，前蘇聯才在改進了很多次的托卡馬克裝置上第一次獲得了實際的能量輸出，不過要用當時最高級設備才能測出來，Q值大約是10億分之一。別小看這個十億分之一，這使得全世界看到了希望，於是全世界都在這種激勵下大幹快上，紛紛建設起自己的大型托卡馬克裝置，歐洲建設了聯合環-JET,蘇聯建設了T20（後來縮水成了T15，線圈小了，但是上了超導），日本的JT-60和美國的TFTR（托卡馬克聚變實驗反應器的縮寫）。這些托卡馬克裝置一次次把能量增益因子（Q）值的紀錄刷新，1991年歐洲的聯合環實現了核聚變史上第一次氘－氚運行實驗，使用6：1的氘氚混合燃料，受控核聚變反應持續了2秒鍾，獲得了0.17萬千瓦輸出功率，Q值達0.12。1993年，美國在TFTR上使用氘、氚1：1的燃料，兩次實驗釋放的聚變能分別為0.3萬千瓦和0.56萬千瓦，Q值達到了0.28。1997年9月，聯合歐洲環創1.29萬千瓦的世界紀錄，Q值達0.60，持續了2秒。僅過了39天，輸出功率又提高到1.61萬千瓦， Q值達到0.65。三個月以後，日本的JT－60上成功進行了氘－氘反應實驗，換算到氘－氚反應，Q值可以達到1。後來，Q值又超過了1.25。這是第一次Q值大於1，盡管氘-氘反應是不能實用的（這個後面再說），但是托卡馬克理論上可以真正產生能量了。在這個大環境下，中國也不例外，在70年代就建設了數個實驗托卡馬克裝置——環流一號（HL-1）和CT-6，後來又建設了HT-6,HT-6B，以及改建了HL1M，新建了環流2號。有種說法，說中國的托卡馬克裝置研究是從俄羅斯贈送設備開始的，這是不對的，HT6/HL1的建設都早於俄羅斯贈送的HT-7系統。HT-7以前，中國的幾個設備都是普通的托卡馬克裝置，而俄羅斯贈送的HT-7則是中國第一個「超脫卡馬克」裝置。什麼是「超脫卡馬克裝置」呢？回過頭來說，托卡馬克裝置的核心就是磁場，要產生磁場就要用線圈，就要通電，有線圈就有導線，有導線就有電阻。托卡馬克裝置越接近實用就要越強的磁場，就要給導線通過越大的電流，這個時候，導線里的電阻就出現了，電阻使得線圈的效率降低，同時限制通過大的電流，不能產生足夠的磁場。托卡馬克貌似走到了盡頭。幸好，超導技術的發展使得托卡馬克峰迴路轉，只要把線圈做成超導體，理論上就可以解決大電流和損耗的問題，於是，使用超導線圈的托卡馬克裝置就誕生了，這就是超脫卡馬克。目前為止，世界上有4個國家有各自的大型超脫卡馬克裝置，法國的Tore－Supra，俄羅斯的T-15，日本的JT-60U，和中國的EAST。除了EAST以外，其他四個大概都只能叫「准超托卡馬克」，它們的水平線圈是超導的，垂直線圈則是常規的，因此還是會受到電阻的困擾。此外他們三個的線圈截面都是圓形的，而為了增加反應體的容積，EAST則第一次嘗試做成了非原型截面。此外，在建的還有德國的螺旋石-7，規模比EAST大，但是技術水平差不多。

『柒』 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的研究成果

HT-7裝置1995年投入運行，經過多方面的改進和完善，裝置運行的整體性能和水平有了很大的提高。13年來，物理實驗不斷取得重大進展和突破，獲得了一系列國際先進或獨具特色的成果。
在中心等離子體密度大於2.2×1019/m3條件下，最高電子溫度超過5 000萬度；獲得可重復大於60秒(最長達到63.95秒)、中心電子溫度接近500萬度、中心密度大於0.8×1019/m3的非感應全波驅動的高溫等離子體；成功地實現了306秒的穩態等離子體放電，等離子體電流60kA，中心電子密度0.8×1019/m3，中心電子溫度約1 000萬度；2008年春季，HT-7超導托卡馬克物理實驗再次創下新紀錄：連續重復實現了長達400秒的等離子體放電，電子溫度1 200萬度，中心密度0.5×1019/m3。這是目前國際同類裝置中時間最長的高溫等離子體放電。
同時，還在HT-7上開展了石墨限制器條件下的運行模式、等離子體物理特性和波加熱、波驅動高參數等離子體物理特性以及高參數、長脈沖運行模式等世界核聚變前沿課題的研究，出色完成了國家「863」計劃和中科院重大課題研究任務。HT-7實驗的成功使中國磁約束聚變研究進入世界先進行列，也使HT-7成為世界上(EAST建成之前的)第二個全面開放的、可進行高參數穩態條件下等離子體物理研究的公共實驗平台。
EAST在2007年1-2月的第二輪等離子體放電實驗中，獲得了穩定、可控具有大拉長比的偏濾器位形等離子體放電，最大等離子體電流達0.5MA，在0.2MA等離子體電流下最長放電達9秒，並成功完成了磁體、低溫、總控和保護、等離子體控制等多項重要工程測試和物理實驗。
2016年2月，中國EAST物理實驗獲重大突破，成功實現電子溫度超過5000萬度、持續時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電。這也是截至2016年2月國際托卡馬克實驗裝置上電子溫度達到5000萬度持續時間最長的等離子體放電。標志著中國在穩態磁約束聚變研究方面繼續走在國際前列。 發展目標：通過15年(2006-2020)的努力，使EAST成為我國磁約束聚變能研究發展戰略體系中最重要的知識源頭，使我國核聚變能開發技術水平進入世界先進行列。同時，積極參與國際合作，消化、吸收、掌握聚變堆關鍵科學與技術，鍛煉隊伍，培養人才，儲備技術，使得我國有能力獨立設計和建設(或參與國際合作)聚變能示範堆。
HT-7裝置是國際上正在運行的(EAST投入正式運行之前)第二大超導托卡馬克裝置，配合EAST的科學目標開展高溫等離子體的穩態運行技術和相關物理問題的研究，其穩態高參數等離子體物理實驗結果和工程技術發展對EAST最終科學目標的實現和國際聚變研究都具有重要的直接意義。
EAST的科學研究分三個階段實施：
第一階段(3-5年)：長脈沖實驗平台的建設；第二階段(約5年)：實現其科學目標，為ITER先進運行模式奠定基礎；第三階段(約5年)：長脈沖近堆芯下的實驗研究。
EAST將對國內外聚變同行全面開放，結合國內外聚變的科學、技術和人才優勢，開展磁約束聚變的科學和技術研究，培養國內磁約束聚變人才，為中國聚變能的發展奠定基礎。