【精选】我国超导托卡马克的现状及发展.pdf

展 发 tne * 科 学 lmpo 我国超导托卡马克的现状及发展 ev e D ry 李建刚 a in l ipc (中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所 合肥 ) is 230031 D 摘要 一个经济实用的商用堆必须是高效、紧凑和稳态运行的。未来商用堆必须是 全超导,才能实现稳态运行。我国超导托卡马克研究始于 1991年,在将原苏联T7 超导托卡马克改成HT-7后并在其上做了许多有意义的工作。1997年开始全超导 托卡马克 计划, 年建成并投入运行。未来将在长脉冲条件下进行高参 EAST 2006 数等离子物理实验,为未来稳态、先进聚变实验反应堆奠定良好的工程技术和物 理基础。 关键词 磁约束聚变,超导,托卡马克 1引言 器”来约束高温 热核聚变能是轻核聚变所释放的能量。 等离子体,并进 地球上最容易实现的聚变反应是氘氚反应: 而将其加热至 (氘) (氚) 上亿度,从而维 D +T → (氦 ) (中子) 能量 持连续的热核 ! -4+n +17.6MeV 其中,中子携带 能量, 粒子带 反应,并将其巨 14.1MeV ! 能量。在 吨海水中氘约含 克、 大的能量转化 3.5MeV 1 40 锂约 克,中子照射锂 可造氚。这样, 为电能。 0.15 -6 浩瀚的大海可为人类提供聚变能源至少几 受控核聚 变研究在经济 李建刚研究员 十亿年。同时氘氚反应过程不产生放射性, 即使 14.1MeV中子辐照到物质上所产生的 等方面有着巨大潜力,因此各核大国每年投 入研究经费都达数亿美元。 世纪 年代 放射性也是短寿命的。特殊设计的氘氚反应 20 50 堆还可以使裂变堆中产生的长寿命高放射 初期,前苏联科学家提出托卡马克的概念。 托卡马克( )在俄语中是由 “环 性物质得到 “嬗变” TOKAMAK ,或者使铀 238或钍 232 增殖为钚 或铀 ,从而使储量丰富的 形”、“真空”、“磁”、“线圈”几个词组合而成, 239 233 上述裂变材料得到充分利用。可以说,聚变 依靠等离子体电流和环形线圈产生的强磁 能是无污染、无放射性核废料、资源无限的 场,将极高温等离子体状态的聚变物质约束 理想能源,是目前认识到的可以最终解决人 在环形容器里,以此来实现聚变反