马克聚变实验装置新奥

❶ 全超导托卡马克核聚变实验装置的基本原理

核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化，如核(裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实，人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸，但那是不可控制的瞬间能量释放，人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算，l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的，聚变产生的废料为氦气，是清洁和安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。
受控热核聚变能的研究主要有两种--惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变，后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性，将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。
托卡马克(Tokamak)是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力，在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实，但相关结果都是以短脉冲形式产生的，与实际反应堆的连续运行有较大距离。超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，是受控热核聚变能研究的一个重大突破。超导托卡马克使磁约束位形能连续稳态运行，是公认的探索和解决未来聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。目前建造超导装置开展聚变研究已成为国际热潮。
托克马克从本质上说是一种脉冲装置，因为等离子体电流是通过感应方式驱动的。但是，存在所谓的“先进托克马克”运行的可能性，即它们可以利用非感应外部驱动和发生在等离子体内的自然的压强驱动电流相结合而实现运行。它们需要仔细地调节压强和约束使之最佳化。在理论和实验上正在研究这种先进托克马克，因为连续运行对聚变功率的产生是最有希望的，其相对小的尺寸导致比类ITER设计更经济的电站。先进超导托克马克实验装置是指装置的环向磁场和极向磁场线圈都是超导材料绕制而成的，它可以大大节省供电功率，长时间维持磁体工作，并且可以得到较高的磁场。
等离子体物理研究所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,先后建成HT-6B、HT-6M等托卡马克实验装置。1994年底，等离子体所成功地建成我国第一台大型超导托卡马克装置HT-7，使我国进入超导托卡马克研究阶段，研究成果引起了国际聚变界的广泛关注。“九五”国家重大科学工程--大型非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置EAST计划的实施，标志着我国进入国际大型聚变装置(近堆芯参数条件)的实验研究阶段，表明中国核聚变研究在国际上已占有重要地位。

❷ 中国人造太阳正式诞生，不过这个“太阳”到底有什么用

ITER主要目的在于模拟太阳产生能量的核聚变过程，因此其核心装置“托卡马克”被称为“人造太阳”。

ITER是当前世界规模最大、耗时最长、影响最深远的国际大科学计划之一。ITER是当前世界规模最大、耗时最长、影响最深远的国际大科学计划之一。

根据协议，欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯共同资助ITER项目，其中欧盟承担约45%，其他6方各承担约9%，资助包括资金和实物两个部分。

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28日的安装启动仪式标志着ITER进入安装阶段，由此前接收成员国部件等前期筹备工作正式转换到组装工作。到2024年年底，ITER施工方将按照工作进度表接收和安装托克马克装置的各主要大型部件及辅助设施。

完成主要部件安装后，计划2024年年底到2025年年底开始进行冷测试调试工作，并在2025年12月实现第一束等离子体，这将标志着ITER由安装阶段转入运行阶段。

❸ 中国在可控核聚变技术上的哪两大方向，都能领先世界

核能分为核裂变能与核聚变能，前者已经被人类加以利用用来发电，而裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，放射性核废料的处理也一直是让人头疼的难题。

而石油、可燃冰等能源总有穷尽的一天，所以科学家就在思考，有什么方式可以实现无穷无尽的能源。最后，科学家们将目光聚焦在了可控核聚变上。

中国之所以能够在可控核聚变上领先世界，就是靠的先辈们的不懈努力与开拓。如果没有王淦昌这些元勋们的高瞻远瞩，中国就只能跟在其他人后面亦步亦趋，我们应该向这些英雄科学家们致敬。

❹ “人造太阳”是什么它有什么用

所谓“人造太阳”，即先进超导托卡马克实验装置，也即国际热核聚变实验堆计划(ITER)建设工程，是当今世界迄今为止最大的热核聚变实验项目，旨在在地球上模拟太阳的核聚变，利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。核聚变能以氘氚为燃料，具有安全、洁净、资源无限3大优点，是最终解决我国乃至全人类能源问题的战略新能源。

❺ 托卡马克核聚变的基本原理

核能是能源家族的新成员，包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能 是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化，如核 (裂变)电站。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。其实，人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸，但那是不可控制的瞬间能量释放，人类更需要受控核聚变。维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚，氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。经测算，1升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。特别的，聚变产生的废料为氦气，是清洁和安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。
受控热核聚变能的研究主要有两种--惯性约束核聚变和磁约束核聚变。前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变，后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性，将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。
托卡马克(Tokamak)是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。经过近半个世纪的努力，在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实，但相关结果都是以短脉冲形式产生的，与实际反应堆的连续运行有较大距离。超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，是受控热核聚变能研究的一个重大突破。
超导不可能束缚高速带电粒子。假设两个距离很近的质子，往不同方向飞出，要同时束缚这两个质子，超导产生的磁场必须在很小的空间内有一个180度的方向改变。即便是超导体内的电子是悬浮的，也不可能实现这种磁场。磁场如果距离超导有一定的距离，不但难以在空间上发生突变，在时间上也难灵活改变。如果一个质子要飞出反应釜，磁场必须约束质子，可是质子一但改了方向，磁场要约束质子，也必须改方向。通俗地说，一个质子溜着超导体内的全部电子玩。电子本身是有质量的。电子要形成一个灵活的磁场，电子速度（速率和方向）就要不停的变。最后的结果就是超导体温度迅速增加，超导效果消失，质子飞出反应釜。

❻ 什么是“人造太阳”

晨报记者：作为世界第一台全超导的“人造太阳”，它的建成对人类的未来意味着什么？

万元熙：它将为人类未来建造工业应用的聚变电站搭起一座桥梁。目前，在托卡马克装置上进行聚变反应已经获得不小的成功，但要实现稳态、长时间地运行还有很长的路要走，我们就是想通过全超导技术来解开这个“死结”，让它运行的时间更长，从实验逐步走向应用。

一旦聚变电站成功运行，带给世界的变化将是革命性的。各国之间再也不用为中东的石油而发生战争。没了石油、煤矿开采带来的污染，二氧化碳的温室效应、南极冰面的萎缩、海岸线的增高等等一系列现在人类头疼的问题都会消失。它将给人类带来无限清洁的能源，就像太阳给我们的一样。

晨报记者：目前世界通行的“人造太阳”能工作多长时间？我们这台中国“人造太阳”又能突破到怎么样的高度？

万元熙：世界目前的平均水平只有300多秒，如果正常运行，我们的“人造太阳”可以达到上千秒，随着技术的成熟，未来可能达到一个星期，甚至一个月。到那时，将是非常了不起的。

晨报记者：目前，困扰“人造太阳”从实验走向现实应用的难题有哪些？

万元熙：除了刚才所说的稳态运行问题外，材料也是一大难题，现在没有哪种材料能保证在上亿度环境下不会被损坏，这个问题还得靠科学家经过无数次的实验研制出合适的材料。

晨报记者：说到这套设备我们还是不得不提到安全问题，因为采用裂变反应技术的核电站泄漏令人们不安，你们如何保证“人造太阳”装置不会产生辐射和巨大的爆炸？

万元熙：这是所有人关心的问题，不过，大家可以放心。“人造太阳”完全不同于裂变核电站，它采用的原料是氢和它的同位素氘，这种原料本身就没有辐射性，虽然聚变过程中等离子体碰撞产生中子是一种辐射，但它是短暂的，一旦放电结束就不会再产生中子了，放电过程中产生的中子也是可防护的，通常都不能穿过我们1.5米厚的墙。

而爆炸的可能性根本不存在。虽然等离子体经过聚变能达到上亿度，但都被磁场紧紧约束住，不会膨胀。即使设备出现了问题，等离子体也会在瞬间消失，不会发生爆炸。

晨报记者：人们都很关心“人造太阳”何时可以运用到日常生活中？

万元熙：我们的装置建成后虽然可以大大地推进研究进展，但距离实际的工业应用还有很长的路要走，乐观估计也要30到50年。由中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯、韩国参加的国际热核反应堆合作计划（ITER）是一个更先进的装置，它需要10年才能建成；材料的发明、制造需要10年；建立示范堆，检验它在实际应用中的效率问题等等，这又要10年。此外，还取决于各国政府在能源问题上的认识和态度，如果都非常支持，时间就短些，否则会更长。

距离当年氢弹爆炸50多年了，尽管世界上许多国家建起了核电站，人类仍然没有看到一座核聚变发电站的出现。核聚变电站的诱人前景依然是人们心中一个割舍不去的梦。50年来，全世界都在为建立一个能够控制核聚变的装置而努力。在30多个国家建造的大大小小上百个实验装置上，每一次放电时间的延长人们都为之兴奋；每一次温度的提高人们都为之欢呼。因为这看似小小的进步意味着我们离聚变能的应用更近了一步。前不久，中科院等离子物理所建成的全超导的托克马克试验装置调试成功，掀起了全世界对未来“人造太阳”的极大关注。

中国“人造太阳”引发世界冲击波

“人造太阳”调试成功听到这样的消息人们难免心生疑问：太阳可以人造吗？在大多数人眼中，“人造太阳”是人类复制的一个新太阳。“人造太阳”真能挂在天上吗？它究竟是个什么样子？中国刚刚调试成功的“人造太阳”实验装置又是什么呢？这个答案只有亲自造太阳的人知道。

据国家“九五”重大科学工程EAST建设项目总负责人万元熙教授介绍，引起人们猜测的“人造太阳”，就是中科院等离子物理研究所经过8年艰苦奋斗建造成的全超导的托克马克试验装置。“未来的‘人造太阳’基本上是这样，可能会更大些”。

“简单地理解，之所以被称作‘人造太阳’，是因为这个装置产生能量的原理和太阳产生能量的原理一样。”万元熙解释，太阳能够发出强光，辐射到宇宙空间中去，巨大的能量来自于核聚变反应。

氢弹是瞬间的，而“人造太阳”则能持续不断地产生巨大能量。我们把这种研究称为受控热核聚变反应。这种反应在两条途径中正在迅速发展。一条途径就是造出各式各样的磁容器来，其中一类磁容器叫做托克马克。经过全世界60年的努力，这类托克马克聚变装置已取得巨大成功。在这种装置上已经可以把氘的聚变燃料加热到4亿-5亿度的高温区，在这样的温度下发生大量的聚变反应。

据悉，世界上最大的托克马克装置欧洲联合环的聚变功率输出达16兆-17兆瓦，但仍只能短暂地运行。也就是说，这个磁笼只能存在几秒、十几秒钟，从加热到实现聚变反应只有几秒钟的时间。现在，科学家们正在力求实现让托克马克装置连续不断地反应。

“一方面我们获得了巨大进展，另一方面，能否走向稳态运行是未来的聚变反应堆所需要的。”万元熙表示。“我们建造的这个全超导的托克马克试验装置最大的特点就是，把托克马克已经取得的进展过渡到稳态运行状态，为未来实现真正的‘人造太阳’做出重要贡献。”

据悉，今年七八月，全部装置装好仅仅是物理实验的开始。这个物理实验已经引起全世界同行的很大关注和极高的兴趣，因为这是到目前为止第一个全超导的、可以稳态运行的托克马克装置。

万元熙还解释说，目前全世界所有的聚变装置还不能被称之为“人造太阳”。从所有装置上得到的各种研究结果都是为未来建造真实的受控热核聚变反应堆、聚变能电站做出重要的贡献，奠定工程和物理基础。没有这些工程和物理基础，未来建造真实的聚变反应电站是不可想象的。完美能源不是梦根据1998年世界能源组织公布的数据，地球上所蕴藏的铀矿作为燃料只能用60年左右。不仅如此，使用铀矿的过程中还会产生一些高放射性废物，这些废物的寿命非常长，几千年、几万年仍然有放射性，对人类的环境造成另外一种污染。相比之下，聚变能源的燃料则来自于海水，1升海水中所含氢的同位素氘如果全部提取出来，放到未来的人造太阳中发生聚变反应，放出来的能量等同于燃烧300公升的汽油的能量。

可以想象，到那时人类需要的一次性的能源将是无穷尽的，不会为可持续发展而操心，不会为能源的短缺发生政治、军事等冲突，最重要的是不会因为使用化石燃料及其他燃料污染环境。

早在氢弹爆炸成功时，前苏联和美国就以绝密的形式进行受控热核聚变能的研究。由于原子弹爆炸后，十几年的时间就研制出裂变电站，人们可以利用原子弹的裂变能量；氢弹爆炸后，我们即将获得巨大的、无限的清洁能源。这些国家便认为，能够成功爆炸氢弹，也可以用5年、10年或者15年的时间造出一个聚变能电站。专家表示：“我们对此非常乐观。”

受控热核聚变的条件是必须加热燃料到亿万度的高温，把燃料约束到一个局部的小空间中。什么物质的器皿能够盛装上亿度的高温燃料？这成为当前最主要的难题。耐火砖、不锈钢都不可行，必须采用特殊方式来约束聚变燃料。

如果没有物质的器皿盛装上亿度高温的等离子体聚变燃料，可否用磁场构造一个磁的容器来盛装？这就产生了托克马克这类磁约束聚变装置。使用这个装置，其外面大量的大线圈和磁体会产生一个环形的磁容器，在这个磁容器里面约束、加热聚变的燃料，让它发生聚变反应。

过去的60年，近100个大大小小的托克马克一点点地贡献了不同特点的技术，才使得我们敢于去建造越来越大的托克马克聚变装置。背景链接托克马克

如何克服巨大的静电斥力将原子核聚到一起，还要将它们的密度维持在一定水平以防不安全的能量爆发(如氢弹就是不可控的核聚变)？前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念，并在1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托克马克(Tokamak)”，又称环流器。一般情况下，在超过10万摄氏度的磁场中，原子中的电子就脱离了原子核的束缚，形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动，所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中，也叫磁笼。人造太阳

亿万年来，地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压。在这样的高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量。几十亿年来，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，无休止地向外辐射着能量。

核聚变能是两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时释放的能量，产生聚变的主要燃料之一是氢的同位素氘。氘广泛分布在水中，每升水约含30毫克氘，通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油的热能。采集氘并使之与相关物质聚变产生能量，就是“人造太阳”的原理。

根据科学家的分析，如果我们未来能建成一座1000兆瓦的核聚变电站，每年只需从海水中提取304公斤的氘就可产生1000兆瓦的电量。照此计算，地球上仅在海水中就含有45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。

1952年，当第一颗氢弹爆炸之后，人类制造核聚变反应成为现实，但那只是不可控制的瞬间爆炸。从那个时候开始，科学家们一直在寻找途径，把氢弹爆炸在某个试验装置上加以控制，然后源源不断地取出它的核聚变能。50多年过去了，这个梦想一直没能实现。

美国、前苏联等国在20世纪80年代中期发起了耗资100亿欧元的国际热核实验反应堆�ITER 计划，旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆，中国于2003年加入该计划。中科院等离子物理研究所是这个国际科技合作计划的国内主要承担单位。

1994年底，中科院等离子物理研究所建成中国第一台超导托卡马克装置HT-7，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有同类实验装置的国家。在此基础上，专家着手研制中国“九五”重大科学工程之一—EAST。从2003年开始，EAST开始进入总装。据介绍，该工程立项时国家投资1.65亿元人民币。推进国际合作实现人类梦想据悉，由于商业利益巨大，以及对人类可持续发展的重要性，一直以来所有关于“人造太阳”的试验一直处在绝密状态。但是，事实上，当从事这些绝密研究数十年后，所有国家都发现想要实现目标太困难了。因此发展到现在，受控热核聚变的研究在全世界成为最广泛的国际合作研究项目，已经不再保密。

据悉，我国科学家在20世纪50年代中期就开始了可控核聚变的研究。1984年，中国核工业总公司西南物理研究院曾建成中国最大的研究核聚变的托克马克装置。2006年3月，中科院等离子物理研究所建造的“人造太阳”实验装置调试成功，意味着能够稳态运行的实验装置已经具备实验能力。

中科院等离子物理研究所所长李建刚说：“我们这一代科学家已经做了50年还没有建成‘人造太阳’。并不是说我们太笨，因为这件事情太难了，难到靠任何一个国家的财力、物力和科学技术都不可能达到。我最大的愿望就是希望有生之年能够看到一个灯泡是用聚变能点亮的。但是客观地讲，这种愿望可能实现不了，因为太难了。”

虽然中科院研制的“人造太阳”实验装置还没有进行真正的核聚变实验，但是他们的调试成功已经得到了国际聚变界的关注和称赞。在国家“九五”重大科学工程EAST建设项目总负责人万元熙教授看来，和30年前刚刚开始这项研究相比，国际聚变界态度的转变让人颇有感触。

万元熙谈道：“过去我们与其他国家讨论国际交流合作的时候，某些国家的官员总说‘我们跟你没合作，没有什么可获得的’。现在，世界上许多著名的研究所都主动、积极地要求与中科院等离子物理研究所、中国磁约束聚变界进行广泛合作。10多年来，随着我国国力的强盛和改革开放的深入，一批有才干的、本土的聚变人才已经迅速成长起来，这对中国未来聚变研究是至关重要的。中国的聚变研究不是一代人能够实现的，‘人造太阳’的梦不是一代人能够完成的，这个梦要几代人连续不断的努力才能够实现。”

万元熙回忆：“我们宣传受控热核聚变的时候，许多领导会紧接着问‘我们什么时候能拿到聚变能？我们什么时候能够发电？’我告诉他们，可能还要30-50年时间。‘哦，看来是太长了。’我要说的是，与人类历史发展的长河相比，30年、50年算什么！50年的时间中国发生了翻天覆地的变化，如果再来30-50年，我们能够一劳永逸地解决人类可持续发展最重要的清洁能源，无限的清洁能源，30-50年不成问题。”

据了解，研究建设“人造太阳”是一项极其耗费人力、物力、财力、时间的事业。比如，在托克马克已经取得巨大成功的基础上，国际聚变界曾在1984年联合进行下一个试验聚变堆的设计和研究。当时有几个不同的版本。第一个版本是用100亿欧元把这个试验反应堆建造起来，国际聚变界、各国政府都觉得花钱太多；之后改成第二个版本，用50亿欧元建造，现在已经得到各个国家政府的批准，中国也决定加入进来。50亿欧元也仅仅能够建造一个试验反应堆，而这个试验反应堆将会产生500兆-700兆瓦的聚变功力。

万元熙介绍，中科院2月份进行试验调试的时候，大概每天的电费就达5万元左右，还不包括其他易损件的补充、更替和人力等。这样一个装置如果正常运行起来，每天运行和试验的费用应当在10万元左右。“幸运的是我们的工程调试非常成功，对于装置的运行我们有95%的成功把握。听到我们工程调试成功的消息后，世界上主要研究所著名科学家纷纷来电祝贺，并将于今年10月来参加我们的第二次国际顾问委员会。这就是说，我们的投入得到了非常好的回报”。

❼ 热核聚变，托卡马克装置

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版的内部会产生巨权大的螺旋型磁场，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。

❽ 电影中的微型核聚变反应堆有可能实现吗

看过漫威电影《钢铁侠》的人们，或许都向往拥有那样一身所向披靡的战甲。但是，对于驱动战甲的微型核聚变反应堆可能并没有过多在意。那么这样一个核心的角色，现实生活中有没有人在研究呢？

其实，即使是国外较为先进的微型核聚变技术，也还是会存在诸多限制。而且现有技术也只能将核聚变设备缩小到0.3到2米，这与电影《钢铁侠》中手掌心大小的“方舟反应堆”还相差甚远。微型核反应堆要想实现应用，还有很长的路要走。

❾ 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。

❿ 刷新纪录！我国人造太阳研究获突破性进展，人造太阳是聚变还是裂变

刷新纪录！我国人造太阳研究获突破性进展，人造太阳是聚变还是裂变？太阳发光发热的原理是太阳内部核聚变即4个氢原子聚变成一个氦原子，这个过程释放出巨大的能量。科学家根据太阳聚变原理，制造出核聚变装置，让它能量持续释放，放出光热。这种装置就是人造太阳,利用人工可控的核聚变模仿太阳的形态，但目前没有成熟方法控制核聚变，现在最长的可控核聚变时间为102秒，由中国保持，能在电子温度5000万度进行等离子放电。所谓人造太阳就是指 核聚变装置，那么它一定就是可控的。只不过目前不管是磁约束，还是惯性约束都还在研究阶段，还没有完全做到可控，所以离商用还早呢。