馬克聚變實驗裝置新奧

❶ 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。

❷ 中國人造太陽正式誕生，不過這個「太陽」到底有什麼用

ITER主要目的在於模擬太陽產生能量的核聚變過程，因此其核心裝置「托卡馬克」被稱為「人造太陽」。

ITER是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。ITER是當前世界規模最大、耗時最長、影響最深遠的國際大科學計劃之一。

根據協議，歐盟、中國、美國、日本、韓國、印度和俄羅斯共同資助ITER項目，其中歐盟承擔約45%，其他6方各承擔約9%，資助包括資金和實物兩個部分。

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28日的安裝啟動儀式標志著ITER進入安裝階段，由此前接收成員國部件等前期籌備工作正式轉換到組裝工作。到2024年年底，ITER施工方將按照工作進度表接收和安裝托克馬克裝置的各主要大型部件及輔助設施。

完成主要部件安裝後，計劃2024年年底到2025年年底開始進行冷測試調試工作，並在2025年12月實現第一束等離子體，這將標志著ITER由安裝階段轉入運行階段。

❸ 中國在可控核聚變技術上的哪兩大方向，都能領先世界

核能分為核裂變能與核聚變能，前者已經被人類加以利用用來發電，而裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，放射性核廢料的處理也一直是讓人頭疼的難題。

而石油、可燃冰等能源總有窮盡的一天，所以科學家就在思考，有什麼方式可以實現無窮無盡的能源。最後，科學家們將目光聚焦在了可控核聚變上。

中國之所以能夠在可控核聚變上領先世界，就是靠的先輩們的不懈努力與開拓。如果沒有王淦昌這些元勛們的高瞻遠矚，中國就只能跟在其他人後面亦步亦趨，我們應該向這些英雄科學家們致敬。

❹ 「人造太陽」是什麼它有什麼用

所謂「人造太陽」，即先進超導托卡馬克實驗裝置，也即國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)建設工程，是當今世界迄今為止最大的熱核聚變實驗項目，旨在在地球上模擬太陽的核聚變，利用熱核聚變為人類提供源源不斷的清潔能源。核聚變能以氘氚為燃料，具有安全、潔凈、資源無限3大優點，是最終解決我國乃至全人類能源問題的戰略新能源。

❺ 托卡馬克核聚變的基本原理

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，1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。
超導不可能束縛高速帶電粒子。假設兩個距離很近的質子，往不同方向飛出，要同時束縛這兩個質子，超導產生的磁場必須在很小的空間內有一個180度的方向改變。即便是超導體內的電子是懸浮的，也不可能實現這種磁場。磁場如果距離超導有一定的距離，不但難以在空間上發生突變，在時間上也難靈活改變。如果一個質子要飛出反應釜，磁場必須約束質子，可是質子一但改了方向，磁場要約束質子，也必須改方向。通俗地說，一個質子溜著超導體內的全部電子玩。電子本身是有質量的。電子要形成一個靈活的磁場，電子速度（速率和方向）就要不停的變。最後的結果就是超導體溫度迅速增加，超導效果消失，質子飛出反應釜。

❻ 什麼是「人造太陽」

晨報記者：作為世界第一台全超導的「人造太陽」，它的建成對人類的未來意味著什麼？

萬元熙：它將為人類未來建造工業應用的聚變電站搭起一座橋梁。目前，在托卡馬克裝置上進行聚變反應已經獲得不小的成功，但要實現穩態、長時間地運行還有很長的路要走，我們就是想通過全超導技術來解開這個「死結」，讓它運行的時間更長，從實驗逐步走向應用。

一旦聚變電站成功運行，帶給世界的變化將是革命性的。各國之間再也不用為中東的石油而發生戰爭。沒了石油、煤礦開采帶來的污染，二氧化碳的溫室效應、南極冰面的萎縮、海岸線的增高等等一系列現在人類頭疼的問題都會消失。它將給人類帶來無限清潔的能源，就像太陽給我們的一樣。

晨報記者：目前世界通行的「人造太陽」能工作多長時間？我們這台中國「人造太陽」又能突破到怎麼樣的高度？

萬元熙：世界目前的平均水平只有300多秒，如果正常運行，我們的「人造太陽」可以達到上千秒，隨著技術的成熟，未來可能達到一個星期，甚至一個月。到那時，將是非常了不起的。

晨報記者：目前，困擾「人造太陽」從實驗走向現實應用的難題有哪些？

萬元熙：除了剛才所說的穩態運行問題外，材料也是一大難題，現在沒有哪種材料能保證在上億度環境下不會被損壞，這個問題還得靠科學家經過無數次的實驗研製出合適的材料。

晨報記者：說到這套設備我們還是不得不提到安全問題，因為採用裂變反應技術的核電站泄漏令人們不安，你們如何保證「人造太陽」裝置不會產生輻射和巨大的爆炸？

萬元熙：這是所有人關心的問題，不過，大家可以放心。「人造太陽」完全不同於裂變核電站，它採用的原料是氫和它的同位素氘，這種原料本身就沒有輻射性，雖然聚變過程中等離子體碰撞產生中子是一種輻射，但它是短暫的，一旦放電結束就不會再產生中子了，放電過程中產生的中子也是可防護的，通常都不能穿過我們1.5米厚的牆。

而爆炸的可能性根本不存在。雖然等離子體經過聚變能達到上億度，但都被磁場緊緊約束住，不會膨脹。即使設備出現了問題，等離子體也會在瞬間消失，不會發生爆炸。

晨報記者：人們都很關心「人造太陽」何時可以運用到日常生活中？

萬元熙：我們的裝置建成後雖然可以大大地推進研究進展，但距離實際的工業應用還有很長的路要走，樂觀估計也要30到50年。由中國、美國、歐盟、日本、俄羅斯、韓國參加的國際熱核反應堆合作計劃（ITER）是一個更先進的裝置，它需要10年才能建成；材料的發明、製造需要10年；建立示範堆，檢驗它在實際應用中的效率問題等等，這又要10年。此外，還取決於各國政府在能源問題上的認識和態度，如果都非常支持，時間就短些，否則會更長。

距離當年氫彈爆炸50多年了，盡管世界上許多國家建起了核電站，人類仍然沒有看到一座核聚變發電站的出現。核聚變電站的誘人前景依然是人們心中一個割捨不去的夢。50年來，全世界都在為建立一個能夠控制核聚變的裝置而努力。在30多個國家建造的大大小小上百個實驗裝置上，每一次放電時間的延長人們都為之興奮；每一次溫度的提高人們都為之歡呼。因為這看似小小的進步意味著我們離聚變能的應用更近了一步。前不久，中科院等離子物理所建成的全超導的托克馬克試驗裝置調試成功，掀起了全世界對未來「人造太陽」的極大關注。

中國「人造太陽」引發世界沖擊波

「人造太陽」調試成功聽到這樣的消息人們難免心生疑問：太陽可以人造嗎？在大多數人眼中，「人造太陽」是人類復制的一個新太陽。「人造太陽」真能掛在天上嗎？它究竟是個什麼樣子？中國剛剛調試成功的「人造太陽」實驗裝置又是什麼呢？這個答案只有親自造太陽的人知道。

據國家「九五」重大科學工程EAST建設項目總負責人萬元熙教授介紹，引起人們猜測的「人造太陽」，就是中科院等離子物理研究所經過8年艱苦奮斗建造成的全超導的托克馬克試驗裝置。「未來的『人造太陽』基本上是這樣，可能會更大些」。

「簡單地理解，之所以被稱作『人造太陽』，是因為這個裝置產生能量的原理和太陽產生能量的原理一樣。」萬元熙解釋，太陽能夠發出強光，輻射到宇宙空間中去，巨大的能量來自於核聚變反應。

氫彈是瞬間的，而「人造太陽」則能持續不斷地產生巨大能量。我們把這種研究稱為受控熱核聚變反應。這種反應在兩條途徑中正在迅速發展。一條途徑就是造出各式各樣的磁容器來，其中一類磁容器叫做托克馬克。經過全世界60年的努力，這類托克馬克聚變裝置已取得巨大成功。在這種裝置上已經可以把氘的聚變燃料加熱到4億-5億度的高溫區，在這樣的溫度下發生大量的聚變反應。

據悉，世界上最大的托克馬克裝置歐洲聯合環的聚變功率輸出達16兆-17兆瓦，但仍只能短暫地運行。也就是說，這個磁籠只能存在幾秒、十幾秒鍾，從加熱到實現聚變反應只有幾秒鍾的時間。現在，科學家們正在力求實現讓托克馬克裝置連續不斷地反應。

「一方面我們獲得了巨大進展，另一方面，能否走向穩態運行是未來的聚變反應堆所需要的。」萬元熙表示。「我們建造的這個全超導的托克馬克試驗裝置最大的特點就是，把托克馬克已經取得的進展過渡到穩態運行狀態，為未來實現真正的『人造太陽』做出重要貢獻。」

據悉，今年七八月，全部裝置裝好僅僅是物理實驗的開始。這個物理實驗已經引起全世界同行的很大關注和極高的興趣，因為這是到目前為止第一個全超導的、可以穩態運行的托克馬克裝置。

萬元熙還解釋說，目前全世界所有的聚變裝置還不能被稱之為「人造太陽」。從所有裝置上得到的各種研究結果都是為未來建造真實的受控熱核聚變反應堆、聚變能電站做出重要的貢獻，奠定工程和物理基礎。沒有這些工程和物理基礎，未來建造真實的聚變反應電站是不可想像的。完美能源不是夢根據1998年世界能源組織公布的數據，地球上所蘊藏的鈾礦作為燃料只能用60年左右。不僅如此，使用鈾礦的過程中還會產生一些高放射性廢物，這些廢物的壽命非常長，幾千年、幾萬年仍然有放射性，對人類的環境造成另外一種污染。相比之下，聚變能源的燃料則來自於海水，1升海水中所含氫的同位素氘如果全部提取出來，放到未來的人造太陽中發生聚變反應，放出來的能量等同於燃燒300公升的汽油的能量。

可以想像，到那時人類需要的一次性的能源將是無窮盡的，不會為可持續發展而操心，不會為能源的短缺發生政治、軍事等沖突，最重要的是不會因為使用化石燃料及其他燃料污染環境。

早在氫彈爆炸成功時，前蘇聯和美國就以絕密的形式進行受控熱核聚變能的研究。由於原子彈爆炸後，十幾年的時間就研製出裂變電站，人們可以利用原子彈的裂變能量；氫彈爆炸後，我們即將獲得巨大的、無限的清潔能源。這些國家便認為，能夠成功爆炸氫彈，也可以用5年、10年或者15年的時間造出一個聚變能電站。專家表示：「我們對此非常樂觀。」

受控熱核聚變的條件是必須加熱燃料到億萬度的高溫，把燃料約束到一個局部的小空間中。什麼物質的器皿能夠盛裝上億度的高溫燃料？這成為當前最主要的難題。耐火磚、不銹鋼都不可行，必須採用特殊方式來約束聚變燃料。

如果沒有物質的器皿盛裝上億度高溫的等離子體聚變燃料，可否用磁場構造一個磁的容器來盛裝？這就產生了托克馬克這類磁約束聚變裝置。使用這個裝置，其外面大量的大線圈和磁體會產生一個環形的磁容器，在這個磁容器裡面約束、加熱聚變的燃料，讓它發生聚變反應。

過去的60年，近100個大大小小的托克馬克一點點地貢獻了不同特點的技術，才使得我們敢於去建造越來越大的托克馬克聚變裝置。背景鏈接托克馬克

如何克服巨大的靜電斥力將原子核聚到一起，還要將它們的密度維持在一定水平以防不安全的能量爆發(如氫彈就是不可控的核聚變)？前蘇聯科學家在20世紀50年代初率先提出磁約束的概念，並在1954年建成了第一個磁約束裝置—形如中空麵包圈的環形容器「托克馬克(Tokamak)」，又稱環流器。一般情況下，在超過10萬攝氏度的磁場中，原子中的電子就脫離了原子核的束縛，形成等離子體。帶電粒子會沿磁力線做螺旋式運動，所以等離子體就這樣被約束在這種環形的磁場中，也叫磁籠。人造太陽

億萬年來，地球上的萬物靠著太陽源源不斷的能量維持自身的發展。在太陽的中心，溫度高達1500萬攝氏度，氣壓達到3000多億個大氣壓。在這樣的高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，並放出大量能量。幾十億年來，太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置，無休止地向外輻射著能量。

核聚變能是兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核時釋放的能量，產生聚變的主要燃料之一是氫的同位素氘。氘廣泛分布在水中，每升水約含30毫克氘，通過聚變反應產生的能量相當於300升汽油的熱能。採集氘並使之與相關物質聚變產生能量，就是「人造太陽」的原理。

根據科學家的分析，如果我們未來能建成一座1000兆瓦的核聚變電站，每年只需從海水中提取304公斤的氘就可產生1000兆瓦的電量。照此計算，地球上僅在海水中就含有45萬億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽的壽命還要長。

1952年，當第一顆氫彈爆炸之後，人類製造核聚變反應成為現實，但那隻是不可控制的瞬間爆炸。從那個時候開始，科學家們一直在尋找途徑，把氫彈爆炸在某個試驗裝置上加以控制，然後源源不斷地取出它的核聚變能。50多年過去了，這個夢想一直沒能實現。

美國、前蘇聯等國在20世紀80年代中期發起了耗資100億歐元的國際熱核實驗反應堆�ITER 計劃，旨在建立世界上第一個受控熱核聚變實驗反應堆，中國於2003年加入該計劃。中科院等離子物理研究所是這個國際科技合作計劃的國內主要承擔單位。

1994年底，中科院等離子物理研究所建成中國第一台超導托卡馬克裝置HT-7，使中國成為繼俄、法、日之後第四個擁有同類實驗裝置的國家。在此基礎上，專家著手研製中國「九五」重大科學工程之一—EAST。從2003年開始，EAST開始進入總裝。據介紹，該工程立項時國家投資1.65億元人民幣。推進國際合作實現人類夢想據悉，由於商業利益巨大，以及對人類可持續發展的重要性，一直以來所有關於「人造太陽」的試驗一直處在絕密狀態。但是，事實上，當從事這些絕密研究數十年後，所有國家都發現想要實現目標太困難了。因此發展到現在，受控熱核聚變的研究在全世界成為最廣泛的國際合作研究項目，已經不再保密。

據悉，我國科學家在20世紀50年代中期就開始了可控核聚變的研究。1984年，中國核工業總公司西南物理研究院曾建成中國最大的研究核聚變的托克馬克裝置。2006年3月，中科院等離子物理研究所建造的「人造太陽」實驗裝置調試成功，意味著能夠穩態運行的實驗裝置已經具備實驗能力。

中科院等離子物理研究所所長李建剛說：「我們這一代科學家已經做了50年還沒有建成『人造太陽』。並不是說我們太笨，因為這件事情太難了，難到靠任何一個國家的財力、物力和科學技術都不可能達到。我最大的願望就是希望有生之年能夠看到一個燈泡是用聚變能點亮的。但是客觀地講，這種願望可能實現不了，因為太難了。」

雖然中科院研製的「人造太陽」實驗裝置還沒有進行真正的核聚變實驗，但是他們的調試成功已經得到了國際聚變界的關注和稱贊。在國家「九五」重大科學工程EAST建設項目總負責人萬元熙教授看來，和30年前剛剛開始這項研究相比，國際聚變界態度的轉變讓人頗有感觸。

萬元熙談道：「過去我們與其他國家討論國際交流合作的時候，某些國家的官員總說『我們跟你沒合作，沒有什麼可獲得的』。現在，世界上許多著名的研究所都主動、積極地要求與中科院等離子物理研究所、中國磁約束聚變界進行廣泛合作。10多年來，隨著我國國力的強盛和改革開放的深入，一批有才乾的、本土的聚變人才已經迅速成長起來，這對中國未來聚變研究是至關重要的。中國的聚變研究不是一代人能夠實現的，『人造太陽』的夢不是一代人能夠完成的，這個夢要幾代人連續不斷的努力才能夠實現。」

萬元熙回憶：「我們宣傳受控熱核聚變的時候，許多領導會緊接著問『我們什麼時候能拿到聚變能？我們什麼時候能夠發電？』我告訴他們，可能還要30-50年時間。『哦，看來是太長了。』我要說的是，與人類歷史發展的長河相比，30年、50年算什麼！50年的時間中國發生了翻天覆地的變化，如果再來30-50年，我們能夠一勞永逸地解決人類可持續發展最重要的清潔能源，無限的清潔能源，30-50年不成問題。」

據了解，研究建設「人造太陽」是一項極其耗費人力、物力、財力、時間的事業。比如，在托克馬克已經取得巨大成功的基礎上，國際聚變界曾在1984年聯合進行下一個試驗聚變堆的設計和研究。當時有幾個不同的版本。第一個版本是用100億歐元把這個試驗反應堆建造起來，國際聚變界、各國政府都覺得花錢太多；之後改成第二個版本，用50億歐元建造，現在已經得到各個國家政府的批准，中國也決定加入進來。50億歐元也僅僅能夠建造一個試驗反應堆，而這個試驗反應堆將會產生500兆-700兆瓦的聚變功力。

萬元熙介紹，中科院2月份進行試驗調試的時候，大概每天的電費就達5萬元左右，還不包括其他易損件的補充、更替和人力等。這樣一個裝置如果正常運行起來，每天運行和試驗的費用應當在10萬元左右。「幸運的是我們的工程調試非常成功，對於裝置的運行我們有95%的成功把握。聽到我們工程調試成功的消息後，世界上主要研究所著名科學家紛紛來電祝賀，並將於今年10月來參加我們的第二次國際顧問委員會。這就是說，我們的投入得到了非常好的回報」。

❼ 熱核聚變，托卡馬克裝置

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版的內部會產生巨權大的螺旋型磁場，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。

❽ 電影中的微型核聚變反應堆有可能實現嗎

看過漫威電影《鋼鐵俠》的人們，或許都嚮往擁有那樣一身所向披靡的戰甲。但是，對於驅動戰甲的微型核聚變反應堆可能並沒有過多在意。那麼這樣一個核心的角色，現實生活中有沒有人在研究呢？

其實，即使是國外較為先進的微型核聚變技術，也還是會存在諸多限制。而且現有技術也只能將核聚變設備縮小到0.3到2米，這與電影《鋼鐵俠》中手掌心大小的“方舟反應堆”還相差甚遠。微型核反應堆要想實現應用，還有很長的路要走。

❾ 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。

❿ 刷新紀錄！我國人造太陽研究獲突破性進展，人造太陽是聚變還是裂變

刷新紀錄！我國人造太陽研究獲突破性進展，人造太陽是聚變還是裂變？太陽發光發熱的原理是太陽內部核聚變即4個氫原子聚變成一個氦原子，這個過程釋放出巨大的能量。科學家根據太陽聚變原理，製造出核聚變裝置，讓它能量持續釋放，放出光熱。這種裝置就是人造太陽,利用人工可控的核聚變模仿太陽的形態，但目前沒有成熟方法控制核聚變，現在最長的可控核聚變時間為102秒，由中國保持，能在電子溫度5000萬度進行等離子放電。所謂人造太陽就是指 核聚變裝置，那麼它一定就是可控的。只不過目前不管是磁約束，還是慣性約束都還在研究階段，還沒有完全做到可控，所以離商用還早呢。