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“如果有一种能够在常温下,或者至少在不那么极端的条件下就能够实现超导的材料,我们就能制造更大的人工电磁场,来对等离子体进行约束,很多问题都将变得根本不是问题。”马教授说到这里,摇了摇头,显然对此很不乐观。

“托卡马克装置、仿星器装置不行,那就重新开辟一种装置,来实现,何必被限制住思维,偏偏要往这两种装置死磕到底!?”秦元清淡笑道。

托卡马克装置和仿星器装置,都是目前国际上可控核聚变研究中利用磁约束来实现受控核聚变的容器。

托卡马克装置,是一种利用磁约束来实现受控磁约束来实现受控核聚变的环形容器。其最初是由库尔恰托夫研究所的阿齐莫维奇等人在20世纪50年代发明的。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的内部会产生巨大的螺旋型磁场,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。

正是因为研究出了卡托马克装置,所在1968年在新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上,阿齐莫维齐宣布在t-3托卡马克上实现了电子温度1 kev,质子温度05 kev,nt=10的18次方-3s,这是受控核聚变研究的重大突破,也因此在国际上掀起了一股托卡马克的热潮,各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。

比如美利坚普斯顿大型由仿星器-c改建成的st tokaak,橡树岭国家实验室的奥尔马克;法兰西冯克奈·奥·罗兹研究所的tfr tokaak;不列颠卡拉姆实验室的克利奥(cleo);德意志马克斯—普朗克研究所的ulsator tokaak。

就是华夏,在2006年9月28日,耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置east首次成功完成放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电,其核心实际上也是属于托卡马克装置。

可以说,托卡马克装置为国际上的可控核聚变研究,作出了巨大的贡献,很多科学家认为,托卡马克装置就是人们掌握可控核聚变的钥匙,是打开新世界的钥匙。

第四百八十五章 仿星器

当然,托克马克装置也有很大的缺点。

托克马克装置需要通过欧姆变压器来启动等离子体电流,需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,而这些缺点又导致托克马克装置容易破裂、不稳定,能够实现一分钟、100秒都算是不错的了,想要在此基础上取得重大突破,是非常困难的。

也因此,一批科学家们就搞出了仿星器,这仿星器与托克马克装置不同,它是一种外加有螺旋绕组的磁约束聚变实验装置。它由一闭合管和外部线圈组成,闭合管呈直线形、“跑道”形或空间曲线形。常见的仿星器具有两对或三对螺旋绕组,前者磁面形状类似于椭圆,后者则近似于三角形。相邻螺旋绕组中通以大小相等方向相反的电流,螺旋绕组产生的磁场和纵向磁场合成后,磁力线产生旋转变换,因而能约束无纵向电流的等离子体。

仿星器最大优点就是能够连续稳定运行,它不需要像托克马克装置那样通过欧姆变压器来启动等离子体电流,也不需要考虑扭曲膜、磁面撕裂、电阻壁膜等等问题,相当于把技术难度转嫁到了工程难度上。

因此,很多科学家们认为,仿星器可能是最适合未来核聚变电厂的类型。

在国际上,也因此形成了两大流派,一个是以俄国、华夏为主的托克马克装置流派,一个是以德、日为主的仿星器流派。

而目前国际上来看,仿星器所取得的实验参数已经优于同等规模的托卡马克,由于非轴对称系统的自由度大于轴对称系统,仿星器中可能的磁场配置远多于托卡马克。