PDF《ΗΤ − 7 超导托卡马克最新实验进展》

ΗΤ ?

7 超导托卡马克最新实验进展3 李建刚 谢纪康 中国科学院等离子体物理研究所 合肥 摘要*超导托卡马克在过去的一年中取得较大进展 高参数放电时间长度接近 总加热功率超过 ? 在低杂波全波驱动 !电流爬升 !离子回旋共振加热 !双波协同效应 !射频壁处理 !低环电压启动等方面都取得可喜的结 果 关键词 超导托卡马克 低杂波 离子回旋共振加热 ΛΑΤΕΣΤ ΑΧΗΙΕ? Ε ΜΕΝΤΣ ΟΦ ΗΤ ?

7 ΣΥΠΕΡ ΧΟΝΔΥΧΤΙΝΓ ΤΟΚΑΜΑΚ

2 ÷ ∞

2 Ινσ τ ιτυτε οφ Π λ α σμα Π ηψ σ ιχσ Χ η ινεσ ε Α χαδεμψ οφ Σχ ιενχεσ Η εφει Χ η ινα Αβσ τραχτ ≥ √ *2 2∏ √ ? ≤ ? ≤ ? √ 2∏ Κεψ ωορδσ ∏ ∏ √

3 国家自然基金委员会重点基金 批准号 和面上基金 批准号 资助项目 收到初稿 修回 聚变是一种战略能源 是 世纪的换代能源 与当代的能源相比 它是清洁的 是与环境相容的 因此它将作为一种洁净 !安全和几乎用之不竭的新 能源而得到迅速的发展 可控聚变能的研究分两种途径 一是惯性约束 它是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板 来产生聚变 二是磁约束 它是利用强磁场可以很好 地约束带电粒子的特性 构造一个特殊的磁容器 在 其中将聚变材料加热至数亿度高温 实现聚变反应 建成聚变反应堆 而在磁约束中 托卡马克环形器位 形的研究则大大领先于其他途径 世纪下半叶 聚变能的开发取得了重大的进展 特别是在磁约束 聚变装置托卡马克上取得了突破性的进展 等离子 体温 度已 达1亿度脉冲聚变输出功率超过?表征输出功率与输入功率之比的 Θ 值已超 过1所有这些成就都表明 在这类装置上产生 聚变能的科学可行性已被证实 将超导技术成功地应用于托卡马克上 使磁约 束位形的连续稳态运行成为现实 因此 超导托卡马 克上/ 稳态先进运行模式0成为当今世界磁约束聚变 研究的前沿 世纪 年代 我国科学家继俄 !法!日之后又建成世界上第 个超导托卡马克 * 装置 经过 年的工程调试和运行 * 运行参数 均达到工程设计指标 并全面开展围绕准稳态 !长脉 冲为核心的物理实验 年 月开始的高参数长 脉冲实验 标志着我国磁约束核聚变研究的综合实 力和科学技术达到了国际水平 本文着重介绍在过 去一年中 * 的实验主要进展 * 装置简介 * 超导托卡马克由装置主机 !低温系统 !极 向场电源及控制系统 !内外真空系统 !电机系统 !磁 体及技术诊断 !总控系统 !计算机采集及数据处理 ! 低杂波电流驱动 !离子回旋共振加热 !电子回旋加 热!等离子体诊断以及水冷等多系统组成 * 超 导托卡马克建成于 年底 它的设计参数为 大 半径 Ρ

1 小半径

1 磁场强度

1 * 等离 # # 物理 子电流 等离子密度 ? 电子温度 Τ

1 ? 离子温度 Τ

1 ? 等离子体存在时间 为)*装置示意图见本期封面 经过几年 的运行和实验 获得的等离子体最高参数分别为 等 离子体电流 电子温度

1 ? 离子温度接近 ? 等离子体密度

1 ? 等离子存在时间 超过 已经成功地将大于 ? 的低杂波和 ? 的离子回旋波注入等离子体 总加热功率超 过?用于测量等离子体宏观和微观参数诊断系 统已经超过 项 其中包括快扫描电子回旋辐射测 量!* 激光散射仪及能给出高分辨时空分布 的探测阵列系统等 * 超导托卡马克的主要研究方向是研究在 稳态等离子体条件下先进托卡马克运行的物理和相 关技术 围绕这一主题 在过去的几年中 成功地进 行了内容丰富的实验 如低杂波驱动电流≈ ) !离子 回旋共振加热≈ ) !运行区实验 !电流快上升 !误差 场 !等离子体与壁相互作用 !弹丸注入 !反剪切 !玛非!多变量反馈控制 !电流调制抑制 ? 以及高密 度实验 * 实验最新进展