美国正在研究仿星器聚变堆设计的可行性

[美国《核新闻》1994年5月号第66页报道]美国研究建造ARIES型托卡马克聚变堆的可行性的科学家小组,将研究仿星器聚变堆设计的可行性。据美国橡树岭国家实验室(OKNL)资深科学家James Rome说,该研究项目的目的,是看看现代仿星器聚变堆能否比得上使用同样手段的托卡马克聚变堆。     

仿星器（实验）

仿星器是吸引人的环形约束方案，因为它们是固有的稳态装置，很可能会产生更加优良的等离子体，而且没有与环形等离子体电流突然破裂相关的严重机械应力的危险，原则上，可以调节仿星器磁场的特性以适合聚变堆的需要，不过要以放弃环形对称性为代价，实验研究集中在不同仿星器场的等离子体约束特性上，并研究外推到堆参数时所出现的问题。     

世界上第一个球形托卡马克装置运行

【英国《原子》1992年3月号第18页报道】英国原子能管理局卡勒姆聚变实验室的 START(小型小环径比托卡马克)等离子体聚变实验装置已开始运行。这是世界上实验探索托卡马克极限值的第一个球形托卡马克装置,理论研究预示,这个装置在研究聚变动力堆经济性方面可能有许多优点。     

美国聚变研究获得新突破

正【美国麻省理工学院官网2016年10月14日报道】美国东部时间2016年9月30日21时25分,美国麻省理工学院(MIT)等离子体科学与聚变中心在聚变能研究方面实现了一次飞跃:该中心Alcator C-Mod托卡马克聚变堆创造了一项世界纪录——等离子体压强超过2个大气压。AlcatorC-Mod 1993年投运,是世界上第三台强磁场托卡马克装置,也是世界唯一的拥有被称为"托卡马克"的环形腔的紧凑型强磁场聚变堆。其磁场强度可达8特斯     

在环形磁约束装置中边缘—等离子体涨落的频谱经验相似性

本文比较了在不同聚变装置（托卡马克和仿星器）的等离子体边缘测量的离子饱和电流、悬浮电位及湍流输运的涨落的频谱。所有的谱表明，在我们研究的全频范围内，行为特征相同，这一现象支持等离子体湍流或湍流输运的共性。获得的结果是边缘－等离子体湍流向临界态演变的说明，这一过程不依赖于装置尺寸和等离子体特性。     

英托卡马克能源公司宣布三项重要进展

<正>【本刊2022年11月综合报道】2022年10月,英国托卡马克能源公司（Tokamak Energy）宣布在聚变能研究方面取得三项重要进展：一是与英国原子能管理局（UKAEA）签署为期五年的合作协议,二是原型聚变堆ST40在近期试验中聚变三乘积创新高,三是宣布下一代原型聚变堆ST80-HTS建设计划。托卡马克能源主要开展球形托卡马克研究。在同一磁场强度下,球形托卡马克装置产生的等离子体压强比传统托卡马克装置高得多,即球形托卡马克的效率更高。     

模拟托卡马克聚变堆的设计

【英国《国际核工程》2002年8月刊报道】未来聚变堆所面临的最大挑战是如何约束等离子体。电磁模拟在托卡马克聚变堆的设计中起着很大作用。通过计算偏滤器(控制等离子体粒子耗尽和功率在机器中转移的装置)中的涡流,电磁模拟在托卡马克聚变堆设计中起主要作用。对聚变点火研究实验(FIRE)的预先设计研究正在进行之中,以评价在近期是否能对自加热等离子体有更多的科学认识。主要问题之一是设计能承受被击穿的等离子体面对部件,在此处等离子体压力和环向电流会很快弱化。在这些瞬间产生的涡流相当大,产生的应力足以损坏等离子体面对部件。美…     

法国的Tore Supra托卡马克聚变堆第一次产生等离子体

【美国《核子周刊》1988年4月 14日第3页报道】法国的Tore Supra托卡马克聚变堆在今年4月6日下午6时第一次产生等离子体。法国原子能委员会(CEA)希望这座聚变堆在2年内能达到设计性能,并维持170万安培等离子体电流30秒钟。法国原子能委员会把Tore Supra视为当今世界上聚变试验堆中(包括在英国的库尔哈姆的欧洲联合环、美国的托卡马克聚变试     

从JET到ITER：为聚变研究的下一步作准备

本文综述卡托马克等离子体中的聚变研究：从能源需求提供的动力到基本的聚变反应以及等离子体和托卡马克磁约束原理。介绍JET的主要结果。描述下一步装置ITER，阐明通向聚变堆开发的途径。     

美国托卡马克聚变试验堆提前建成

建于普林斯顿的托卡马克聚变试验堆于1982年圣诞节前夕启动,并在规定的日期之前一周第一次产生了关键性的等离子体。这个大型托卡马克装置预定于4月份开始作实验工作。     

欧洲—美国聚变等离子体输运专题讨论会

本文概述了欧洲－美国（ＥＵ－ＵＳ）聚变等离子体中输运专题讨论会的论文。该会议于１９９８年９月７日－１０日在瑞典哥德堡召开。本文的编排反映了会议本身的安排，即６次分会：芯部输运定标、仿星器－ＲＦＰ－托卡马克的比较、起伏、改善的约束、瞬态输运以及边缘－芯部相互关系。     

托卡马克超声分子束注入加料的进展

超声分子束注入作为一种新的托卡马克加料方法由作者在1992年首次提出并于当年在中国环流器一号(HL-1)装置演示成功,随后相继应用于中国环流器新一号(HL-1M)和中国科学院超导托卡马克HT-7装置。超声分子束注入等离子体呈现出电子密度峰化和温度中空分布的特征;等离子体流极向旋转速度提高,边缘扰动被抑制,等离子体能量约束得到改善。加料效率较常规脉冲送气提高一倍,而滞留器壁的粒子大为减少。近期开展的高气压氢超分子束注入实验,在束流中发现团簇流,可注入等离子体中心区域。多脉冲分子束注入形成电子密度的阶跃上升,如同冰弹丸注入效果。近年来该项技术已陆续应用于国外大型托卡马克和仿星器,是核聚变装置稳态运行的一种有效的加料方法。     

环形等离子体中决定径向电场及其径向结构的物理机制的实验 …

本文评述了关于环形等离子体中等离子体转动和径向电场的径向结构的实验研究,文中讨论一决定环向／极向转动速度和径向电场分布的垂直和平行粘滞性,还介绍了螺旋器／扭曲器和仿星器装置中平行粘滞性的实验研究及与新经典值的比较,对于在决定托卡马克中环向转动上主动主要作用反常垂直粘滞性,也进行了讨论,甚至在没有外部动量输入时,等离子体转 径向电场也能由输运矩阵的非对角项的非双级通量维持,也讨论了径向电场剪切和整体     

英稳步推进聚变能发展战略的实施

<正>英国已选定“用于能源生产的球形托卡马克”（STEP）原型聚变电厂的建设厂址，并宣布将与相关技术开发商合作在卡勒姆园区建设三座聚变设施：英国托卡马克能源公司紧凑球形托卡马克原型堆ST80-HTS、英国第一光聚变公司弹丸聚变研究装置Machine 4和加拿大通用聚变公司（General Fusion）“磁化靶”原型聚变电厂。这意味着英在推进聚变能发展战略实施方面取得显著进展。     

ST托卡马克聚变堆嬗变中子学初步设计

从ITER设计概念外推到发电的托卡马克堆,被称为“标准的”或“传统的”托卡马克聚变堆。鉴于“传统的”托卡马克的致命缺点,比如非稳态运行、聚变功率密度低、装置尺寸大、电成本高等,为此,人们努力寻求一种先进的托卡马克概念,最终建成在结构简单、运行稳定、经济上有吸引力的聚变电站。     

韩聚变研究创1亿℃等离子体持续时间最长记录

正【英国《国际核工程》网站2020年12月3日报道】韩国国家聚变研究所(NFRI)2020年11月24日宣布,其超导托卡马克聚变研究装置K-STAR堆创下了超高温等离子体在1亿℃下保持20秒的新纪录。以前的记录均不超过10秒。K-STAR于1995年开始建设,2007年建成,     

小球形托卡马克嬗变堆堆芯参数分析

本文探讨作为聚变能中间应用的一种可行性 :利用低环径比球状托卡马克堆的高能聚变中子嬗变核电站的核废物。计算了堆芯等离子体物理参数、中心柱增益并进行参数学分析、几种可能的电流驱动方案比较和中心柱冷却方案设计及其计算。为了减轻偏滤器和第一壁材料的要求 ,我们有意选择较低堆芯物理参数 ,较低的中子壁负载运行。结果表明中心柱增益较低。建议从理论上探索研究由球状托卡马克等离子体顺磁性 ,建立一个无力球马克极向电流壳为中心区提供大部分或全部Bt,旨在建立无中心柱的低径比球状托卡马堆。如果可行 ,它的性能将会大大改善     

英国ST40聚变堆实现1500万℃等离子体温度

正【世界核新闻网站2018年6月6日报道】英国托卡马克能源公司(Tokamak Energy)2018年6月6日宣布,ST40聚变堆已实现1500万℃等离子体温度,比太阳中心的温度还要高。ST40是一座带有高温超导磁体的球形托卡马克反应堆,位于英国牛津郡米尔顿科学园区(Milton Park),由托卡马克能源投资建设,2017年4月首次投运,其目标是实现创纪录的     

以最高效率产生等离子体电流

日本原子能研究所宣布 ,在世界最大托卡马克聚变实验装置“ＪＴ 60”上进行负离子中性粒子束照射 ,成功地产生了 1 6ＧＡ·ｃｍ- 2 的世界最高效率的等离子体电流。核聚变连续进行中 ,聚变装置磁场中会产生等离子体电流。作为国际热核聚变实验反应堆 (ＩＴＥＲ)的等离子体电流产生装置 ,是组合有希望的负离子方式的中性粒子束入射与高频加热装置 ,首次成功地实现了高效率产生等离子电流。日本原子能研究所在提高束流能量的同时 ,提高了等离子体的电子温度 ,两者结合进行了检验。摘自中国原子能科学研究院《科技信息》以最高效率产生等离子体…     

掺杂石墨在高能激光束和电子束作用下的热冲击行为

石墨被广泛用于当今的托卡马克装置中 ,作为真空室第一壁和偏滤器靶板的保护材料 ,也是未来聚变堆的一种候选面对等离子体材料。其抗化学溅射性能和抗热冲击性能受到广泛关注。用高能激光束和电子束轰击实验材料 ,模拟聚变堆面对等离子体材料在等离子体破裂时的工作状态 ,考察了 4种掺杂石墨材料在热冲击下的热腐蚀规律。实验结果表明 ,石墨掺杂能有效降低材料的烧蚀率。当激光单脉冲能量密度为 491 5KJ m2 时 ,冲击频率 1 0Hz,持续辐照 3 0秒后 ,几种掺杂石墨的失重率不超过2 1 3 6mg cm2 ,表现出了比纯石墨更优良的抗热冲击性能。