托克馬克實驗裝置偏濾器的作用

㈠ 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。

㈡ 中國科學院等離子體物理研究所的科學工程

基本情況為了在近堆芯的高參數條件下研究等離子體的穩態和先進運行，深入探索實現聚變能源的工程、物理問題，等離子體所在成功建設中國第一個超導托卡馬克HT-7的基礎上，提出了「HT-7U全超導非圓截面托卡馬克裝置建設」計劃。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，項目的名稱在2003年10月正式由HT-7U改為EAST。EAST由實驗「Experimental」、先進「Advanced」、超導「Superconcting」、托卡馬克「Tokamak」四個單詞首字母拼寫而成，它的中文意思是「先進實驗超導托卡馬克」，同時具有「東方」的含意。
EAST裝置是中國自行設計研製的國際首個全超導托卡馬克裝置，其主要技術特點和指標是：16個大型「D」形超導縱場磁體將產生縱場強度 BT = 3.5 T ；12個大型極向場超導磁體可以提供磁通變化 ΔФ ≥ 10 伏秒；通過這些極向場超導磁體，將能產生 ≥ 100萬安培的等離子體電流；持續時間將達到1000秒，在高功率加熱下溫度將超過一億度。
EAST裝置的主機部分高11米，直徑8米，重400噸，由超高真空室、縱場線圈、極向場線圈、內外冷屏、外真空杜瓦、支撐系統等六大部件組成。其實驗運行需要有大規模低溫氦製冷、大型高功率脈沖電源及其迴路、大型超導體測試、大型計算機控制和數據採集處理、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱、大型超高真空、以及多種先進診斷測量等系統支撐。學科涉及面廣，技術難度大，許多關鍵技術目前在國際上尚無經驗借鑒。特別是EAST運行需要超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫、超高真空等極限環境，從芯部上億度高溫到線圈中零下269度低溫，給裝置的設計、製造工藝和材料方面提出了超乎尋常的要求。
EAST的建造具有十分重大的科學意義，它不僅是一個全超導托卡馬克，而且具有會改善等離子體約束狀況的大拉長非圓截面的等離子體位形，它的建成將使中國成為世界上少數幾個擁有這種類型超導托卡馬克裝置的國家，使中國磁約束核聚變研究進入世界前沿。在裝置建成後的10-15年期間，能在裝置上對建造穩態先進的托卡馬克核聚變堆的前沿性物理問題開展探索性的實驗研究，並使中國在人類開發清潔而又無限的核聚變能的領域內做出自己應有的重大貢獻。
EAST的大小半徑雖然只有國際熱核聚變試驗堆（即ITER）的1/3和1/4（右圖為ITER示意圖），但位形與ITER相似且更加靈活 ，而且將比ITER早10-15年投入運行。EAST是一個近堆芯高參數和穩態先進等離子體運行科學問題的重要實驗平台，它將是在ITER之前國際上最重要的穩態偏濾器托卡馬克物理實驗基地。
建設目標EAST 是基於上世紀末托卡馬克最新成果而設計的，它的目標就是針對近堆芯等離子體穩態先進運行模式的科學和工程問題。作為HT-7的下一代升級裝置，EAST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。EAST將是未來十年唯一能為ITER提供長脈沖穩態先進運行高參數非圓等離子體平台的實驗裝置，將會在發展穩態高性能等離子體物理的科學研究計劃中處於世界前沿地位，進而為支持ITER和聚變能發展作出貢獻。 基本情況：托卡馬克(Tokamak）是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak來源於環形、真空室、磁、線圈。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。托卡馬克的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈。通電時托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到核聚變的目的。受控熱核聚變研究的重大突破是將超導技術成功地應用於產生托卡馬克強磁場的線圈上，建成超導托卡馬克，使得磁約束位形的連續穩態運行成為現實。超導托卡馬克被公認為是探索、解決未來穩態聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。
中科院等離子體物理研究所是中國核聚變研究的重要基地。1994年通過國際合作成功研製出HT-7超導托卡馬克，這是一個可產生長脈沖高溫等離子體的中型聚變研究裝置。它的研製成功，使中國成為繼俄、日、法之後第四個擁有該類裝置的國家，從此為中國的聚變事業全面走向國際舞台開拓了一條創新之路。經過十多年來科研和工程技術人員的不斷改進，取得許多創新成果。
裝置總目標建立一種自洽的、可行的、具體的先進托卡馬克運行模式的科學基礎為主要目標，研究等離子體在穩態、高參數、高約束條件下穩定性、輸運、壁的平衡等方面的物理問題，探索適合先進核聚變反應堆的運行模式，為建成的大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST探索先進的運行模式和物理基礎，培養造就一批具有超導托卡馬克穩態運行能力的磁約束聚變的年輕隊伍。

㈢ 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。

㈣ 如果太陽熄滅，人造太陽對人類有什麼好處呢

在美國加利福尼亞州的利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置(NIF)建設地點，科學家正在向建全球首個可持續聚變反應堆----被稱為「人造太陽」的目標邁進。

這位發言人說：「要想發生核聚變燃燒與增益，首先必須『點燃』由氫的同位素氘和氚構成的特殊燃料。20世紀70年代，科學家開始利用強大的激光束進行試驗，壓縮和加熱氫的同位素，使其達到它們的熔點，這一技術被稱作慣性約束核聚變。利用激光束快速加熱，導致目標物的最外層發生爆炸。根據牛頓的第三定律，目標物的剩餘部分在強烈內爆的驅使下，內部的燃料受壓縮，形成一個沖擊波，這會進一步加熱中心區域的燃料，導致可持續性燃燒，即已知的點火。」

計算機自動控制集成系統所在地國家點火裝置控制室，是模仿德克薩斯州休斯頓美國宇航局的任務控制中心建設的，它是有史以來為科學儀器設計的最復雜的自動控制系統之一。國家點火裝置的一位發言人說：「它的850台電腦使激光束的間隔不超過50微米。」

核裂變能是核電站採用的形式，迄今為止它已引發了眾多事故，例如1986年的切爾諾貝利核泄漏事故。然而核聚變能與前者不同，它不僅安全，而且相對還很環保。國家點火裝置的一位發言人說：「盡管核聚變是一種核子過程，但是它與裂變過程不同，因為核聚變反應不產生放射性副產品。核聚變能非常有希望成為一種長期的未來能源，因為核聚變所需的燃料在地球上比較豐富，而且它產生的能源比較安全和環保。」

這位發言人說：「氘是從海水裡萃取出來的，氚來自金屬鋰，這是土壤里的一種常見元素。一加侖海水可提供相當於300加侖汽油產生的能量，50杯海水產生的燃料所含的能量，相當於2噸煤。核聚變電站將不會產生碳，而且生成的放射性副產品也比當前的核電站更少，儲存方法也更簡單。核聚變電站的核反應堆失控或『坍塌』，也不會造成危險。因此，核聚變能將對環境和經濟都有利。國家點火裝置只是第一步，要達到這個目標，科研人員還要進行更多研究和技術開發工作。」

㈤ 托卡馬克裝置

應該是可以選的,它既然知道了托克馬克裝置,就應該是考你關於核聚變的方程式,所以選這個應該是沒有問題的

㈥ 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。

㈦ 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置的基本原理

核能是能源家族的新成員，包括裂變能和聚變能兩種主要形式。裂變能是重金屬元素的核子通過裂變而釋放的巨大能量。受控核裂變技術的發展已使裂變能的應用實現了商用化，如核(裂變)電站。裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上含量稀少，而且常規裂變反應堆會產生放射性較強的核廢料，這些因素限制了裂變能的發展。聚變能是兩個較輕的原子核聚合為一個較重的原子核並釋放出的能量。目前開展的受控核聚變研究正是致力於實現聚變能的和平利用。其實，人類已經實現了氘氚核聚變--氫彈爆炸，但那是不可控制的瞬間能量釋放，人類更需要受控核聚變。維系聚變的燃料是氫的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有極其豐富的蘊藏量。經測算，l升海水所含氘產生的聚變能等同於300升汽油所釋放的能量。海水中氘的儲量可使人類使用幾十億年。特別的，聚變產生的廢料為氦氣，是清潔和安全的。因此，聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。這就是世界各國尤其是發達國家不遺餘力競相研究、開發聚變能的根本原因。
受控熱核聚變能的研究主要有兩種--慣性約束核聚變和磁約束核聚變。前者利用超高強度的激光在極短的時間內輻照氘氚靶來實現聚變，後者則利用強磁場可很好地約束帶電粒子的特性，將氘氚氣體約束在一個特殊的磁容器中並加熱至數億攝氏度高溫，實現聚變反應。
托卡馬克(Tokamak)是前蘇聯科學家於20世紀50年代發明的環形磁約束受控核聚變實驗裝置。經過近半個世紀的努力，在托卡馬克上產生聚變能的科學可行性已被證實，但相關結果都是以短脈沖形式產生的，與實際反應堆的連續運行有較大距離。超導技術成功地應用於產生托卡馬克強磁場的線圈上，是受控熱核聚變能研究的一個重大突破。超導托卡馬克使磁約束位形能連續穩態運行，是公認的探索和解決未來聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。目前建造超導裝置開展聚變研究已成為國際熱潮。
托克馬克從本質上說是一種脈沖裝置，因為等離子體電流是通過感應方式驅動的。但是，存在所謂的「先進托克馬克」運行的可能性，即它們可以利用非感應外部驅動和發生在等離子體內的自然的壓強驅動電流相結合而實現運行。它們需要仔細地調節壓強和約束使之最佳化。在理論和實驗上正在研究這種先進托克馬克，因為連續運行對聚變功率的產生是最有希望的，其相對小的尺寸導致比類ITER設計更經濟的電站。先進超導托克馬克實驗裝置是指裝置的環向磁場和極向磁場線圈都是超導材料繞制而成的，它可以大大節省供電功率，長時間維持磁體工作，並且可以得到較高的磁場。
等離子體物理研究所主要從事高溫等離子體物理、受控熱核聚變技術的研究以及相關高技術的開發研究工作，擔負著國家核聚變大科學工程的建設和研究任務,先後建成HT-6B、HT-6M等托卡馬克實驗裝置。1994年底，等離子體所成功地建成我國第一台大型超導托卡馬克裝置HT-7，使我國進入超導托卡馬克研究階段，研究成果引起了國際聚變界的廣泛關注。「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EAST計劃的實施，標志著我國進入國際大型聚變裝置(近堆芯參數條件)的實驗研究階段，表明中國核聚變研究在國際上已佔有重要地位。

㈧ 人造太陽是什麼裝置。

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」。

上世紀50年代開始，以原子核的裂變反應為基礎的核電站登上世界能源舞台，但是這種核電站存在核廢料的處理、核輻射、核燃料鈾的開采和提料難等問題。相對來說，核聚變具有無可比擬的優點：它的原料儲量極其豐富，因其主要燃料是存在於海水之中的氘和氚。一升海水提取的氘能產生的聚變能源，相當於300升汽油。另外，聚變產物沒有放射性。同時，由於聚變反應需要的條件比較高，一旦發生事故，造成反應的等離子體約束破裂，聚變反應便會終止。因此聚變燃料的保存運輸、聚變電站的運行都比較安全。因此，聚變研究對於開發清潔能源，意義十分重大。此外，伴隨著聚變研究帶來的衍生和伴隨技術，比如超導磁體技術、大功率電源技術、超高真空技術、超低溫技術等，都會帶動相關產業發展，給民眾生活帶來很大改變。核聚變如果在民用上能實現可控，將徹底改寫人類的能源版圖。

「目前的聚變研究，功率相對來說還是比較低的。未來我們想實現聚變的可行性，需要在更好的加熱功率條件下，來驗證延長等離子體存在時間的科學可行性。這個挑戰十分巨大，因為聚變產生有一個物理學說叫勞遜判據，意思是要想產生聚變，就要使得等離子體的溫度達到上億度，這就是我們今後的科研攻關目標。」龔先祖說。

㈨ 托卡馬克裝置已經接近成熟,為什麼還不能成功長時間運行

輸出能量還小於消耗的能量，最新的結果是韓國的試驗，大概在1億度高溫下持續了200秒。

托卡馬克，是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器。它的名字Tokamak 來源於俄語「環形、真空室、磁、線圈」的詞頭組成。

它是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在 20 世紀 50 年代發明的。托卡馬克的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電的時候，托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到核聚變的目的。

1985 年，前蘇聯領導人戈爾巴喬夫和美國總統里根在日內瓦峰會上倡議，由美、蘇、歐、日共同啟動「國際熱核聚變實驗堆(ITER)」計劃ITER 計劃的目標是要建造一個可自持燃燒的托卡馬克核聚變實驗堆。

托卡馬克即是依據等離子體約束位形而建立的磁約束聚變裝置。裝置主體是一個環形的真空室，用以形成等離子體約束放電所需封閉的真空條件。真空室外部纏繞著縱場磁體線圈，用以形成環形的主約束磁場。同時裝置沿大環方向設置了多組極向場線圈，用以形成平衡等離子體所需的外加極向場。