中国第16个“可控核聚变”实验装置建造完成.doc

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1、中国第16个“可控核聚变”实验装置建造完成2015年04月09日07:44来源：观察者网25人参与24评论可控核聚变是当代世界最前沿的科技领域，由于其对技术要求的极端苛刻，到目前为止仍处于前期预研阶段，而且学术界有“核聚变距离成功永远有25年”的说法。原标题：中国大型反场箍缩磁约束聚变实验装置在合肥建造完成可控核聚变是当代世界最前沿的科技领域，由于其对技术要求的极端苛刻，到目前为止仍处于前期预研阶段，而且学术界有“核聚变距离成功永远有25年”的说法。目前世界各国投入研究力量最大的是磁约束核聚变，而这其中托卡马克装置则被认为是最有希望在未来取得突破的一种可控核聚变发电装置结构。而在托卡马

2、克基础上研制的反场箍缩磁约束聚变实验装置（英文：TorusExperiment）则是这一领域的最新成果，美国在1999年投入使用的“国家球形环实验”装置是世界首个此类装置。今天，据中国科大新闻网报道，我国的KTX（中文简称“科大一环”）装置已经进入最后整体安装调试阶段。这一成果也许仍未改变“可控核聚变距离现在还有25年”的现状，但这意味着中国在这一领域与世界领先国家的差距又有缩小。在可控核聚变领域，中国和美国目前是世界上投入最大的两个国家，据公开报道，中国目前已知的大型核聚变实验装置已有16个，仅次于美国的28个，第三名俄罗斯为5个。不过观察者网查询发现，合肥工业大学2014年的一篇论

3、文（作者王浩，导师宋云涛、王松可）指出，反向场实验揭示了许多不同于托卡马克物理的有趣现象，有的与空间和天体等离子体有密切联系，如可能的发电机机制问题。但从实现聚变的角度看，反向场的进展不理想。达到的等离子体参数很低，密度也不高，比压只有较小的提高（与托卡马克相比），而能量约束时间仅达毫秒量级。以最大的RFX装置为例，虽然该装置尚未在最高参数下运行，今后仍有提高等离子体参数的余地，但在目前已达到的参数下，等离子体总体参数明显低于同等欧姆电流下的托卡马克装置。这主要是反向场位形下的能量损失过大，杂质不易控制，而这一般是短脉冲实验的内在缺点，这一缺点可能严重阻碍反场位形反应堆应用前景。目前没

4、有建造更大装置的规划，反向场研究已不再作为有可能代替托卡马克的替代途径。以下为中科大新闻网报道：3月31日，随着两个巨大的半环形主体真空室组件在合肥科烨电物理设备制造有限公司组装车间的顺利合龙，我国首台大型反场箍缩磁约束聚变实验装置KTX各系统的部件研制建造工作全面完成，进入装置最后整体安装调试阶段。KTX装置主机结构图KTX装置真空室与纵场磁体整体穿插组合及双C组件合龙成功反场箍缩磁约束聚变实验装置“KedaToruseXperiment”（KTX，中文简称“科大一环”）是科技部“国家磁约束核聚变能发展研究专项”支持的大型装置建设项目。项目由我校物理学院基础等离子体物理重点实验室承担

5、，中科院等离子体物理所及合肥科烨电物理设备制造有限公司通力合作建设。为了工程的顺利实施，根据科技部要求，2011年学校成立了以刘万东为工程总指挥，丁卫星为首席科学家，谢锦林为总设计师，李弘为总工程师，张平为总工艺师，以及主机、电源、数据采集控制、诊断四个分系统负责人等数十名科技人员组成的工程建设队伍。经过三年多的艰苦努力，基础等离子体物理重点实验室完成了KTX装置的物理设计，中科院等离子体物理研究所完成了全面的工程设计，科烨公司等建设单位承担了装置主体的研制、建造以及安装工作，工程建设取得了重大进展。反场箍缩是有别于托卡马克、仿星器位形的另一类环形磁约束聚变装置，是先进磁约束聚变位形探

6、索研究的重要平台。反场箍缩最重要的特点是约束等离子体的磁场是由等离子体内部电流所产生，具有纯欧姆加热达到聚变点火条件、高质量功率密度等优势，是未来磁约束反应堆位形的候选方案。正在建设的KTX装置大半径1.4米，小半径0.4米，磁场可达7千高斯，等离子体电流可达1兆安培，电子温度可达6百万度，放电时间可达100毫秒。磁体系统由24个纵场线圈、26个欧姆场线圈、12个平衡场线圈以及136个反馈控制线圈组成，最大线圈直径达7米。KTX装置主机总体直径8米，通高6米，总重量超过70吨。KTX装置采用真空室双C开合可进性设计，解决了当前反场箍缩装置可进性差、真空室维护更新难、费用高的缺陷，为装置

7、的先进锂壁运行提供了必备的实验条件。KTX装置突破了以往平衡场窄环条件的制约，实现了既高效驱动等离子体电流又自适应维持等离子体平衡的优化设计，有效提升了欧姆加热效率，充分发挥了反场箍缩位形欧姆加热的重要优势。KTX装置兼收电流剖面控制和边界主动反馈控制两种国际主流控制技术，结合独特的三维局域涡流诊断手段，具备了极好的三维等离子体运行能力，为深入开展环形装置三维等离子体物理前沿研究奠定了基础。装置的设计的各项指标均达国际同类装置先进水平。KTX装