托马克装置【托马克装置】托卡马克是前苏联科学家于20世纪60年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置 。它也称托卡马克磁约束装置 。
基本介绍中文名：托马克装置
又称：托卡马克磁约束装置
时间：20世纪60年代
拥有国家：俄、日、法、中
概念磁约束magnetic confinement用磁场来约束电浆中带电粒子的运动 。氘、氚等较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放大量核能，但这种聚变反应只能在极高温下进行，任何固体材料都将熔毁 。因此，需要用特殊形态的磁场把由氘、氚等原子核及自由电子组成的一定密度的高温电浆约束在有限体积内，使之脱离器壁并限制其热导，这是实现受控热核聚变的重要条件 。两端呈瓶颈状的磁力线，因瓶颈处磁场较强（也称作磁镜）能将带电粒子反射回来 ，从而限制粒子的纵向（沿磁力线方向）移动，使粒子在作迴旋运动的同时，不断地来回穿梭，被约束在两端的磁镜之间，但是仍有一部分其轨道与磁力线的夹角小于某值的带电粒子会逃逸出去 。为了避免带电粒子的流失，曾经把磁力线连同电浆弯曲连线成环形；后来又改进为呈8字形的圆环形磁力线管，称为仿星器；实验上现最有成效的磁约束装置是托卡马克装置，又称环流器，它是环形螺线管，其中的磁力线具有螺旋形状 。托马克的发展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 。受控热核聚变能研究的一次重大突破，就是将超导技术成功地套用于产生托卡马克强磁场的线圈上，建成了超导托卡马克，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实 。超导托卡马克是公认的探索、解决未来具有超导堆芯的聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径 。因此，国际上正在建造的装置都属于超导装置 。全世界仅有俄、日、法、中四国拥有超导托卡马克 。我国的情况我国磁约束受控核聚变研究从五十年代末开始的小规模多途径原理性探索研究阶段已发展到近堆芯级大规模实验阶段，并逐渐形成了分工明确、优势互补、相互促进的良好核聚变研究体系 。电浆所主要从事高温电浆物理、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，电浆所成功地建成我国第一台大型超导托卡马克装置HT-7（图2），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”国家重大科学工程超导托卡马克HT-7U计画的实施，标誌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 。中科院电浆所宣布，建成了世界上第一个全超导核聚变实验装置，由于其模拟太阳产生能量的方式而被形容为"人造太阳" 。