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《核聚变研究50年》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、核聚变研究50年邱励俭（中国科学院等离了体物理所■合肥230031）摘要:分析了国内外核聚变研究成果现状和发展的趋势，对国民经济发展过程中的能源需求作了预测，对屮国的聚变能源战略和历史机遇（经济.技术体系、地位）作了讨论，介绍了聚变2裂变混合堆并摄出了发展聚变2裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标。为键词:核聚变;托卡马克;聚变2裂变混合堆;洁净核能1核聚变研究的历史自从核武器研究开始之时，人类就希望扌I!核能用于和平目的。裂变是这样，聚变也是迫样,20世纪50年代初，美国、英国和苏联在研制核武器的同时，也在从事字控热核聚变的工作。美国在Liver
2、more进行Magneticmirror:（磁镜）研究，在LosAlamos进行（）2pinch（环形箍缩）研究，在Princeton进行Stellarator（仿星器）研究,这就是“SherwoodProject”（希伍徳计划厂；英国的哈威尔核研究中心则从事Zpinch的研究（Zeta），苏联在库尔恰托夫和阿刀奇摩维奇领导下进行Z2pinch和Tokamak（有极放电和无极环形放电）的研究。这些都是柱极其保密的情况下进行的，关于高温等离子侏的约束大家都不约而同地想到了使用磁场，佢是很快就发现这种约束方式要比预想的困难徉多。这里主要的障碍是等离子体的宏
3、观稳定问题。为了更好地共同探求克服困难的途径各国在1958年日内瓦召开的国际第二届和5F利用原子能会议上公开了所有的研究，此后，麋变成为国际合作的主题。而（）2f）inch,Stellara^tor,Magneticmirrors,22pinch和Tokamak成为研究磁约束核聚变的主要途径，但是成效都不大。只到20世纪60年代后期苏联科学家在T23Tokamak±利用强纵场克服等离子体的宏观稳定性上収得突破性的进展，等离子体的各项参数有很大提高:等离子体温度n,re^oi8keV、等离子体密度N=3X1013cm*3和能量约束时间$~2（）mso然而
4、西方科学家不相信这个结果。由英国Culham实验室派出一个专家小组，带了自己的汤姆逊散射仪去测量，从而肯定了这些结果的可靠性。这样，世界对聚变研究的悲观情绪一扫而空，人们看来有望走向建堆（T,re^lOkeV,NKX1014cm'3,?1s）o可以说，聚变研究前20年是“遍地开花”,但成果甚少；而托卡马克脱颖而出，相比较之下,其他途径进展不大。磁镜一直为其“终端”损失困扰;而Qpinch的最大装置“希拉克”因未能克服宏观施定性而全盘失败,LosAlamos实验室从而丧失了在美国磁约束研究屮所占有的“一席”之地。从1970年起世界上又掀起一股"Tok
5、amak”热，美国Princeton大学的等离子体物理研究所（PPPL）把Stellarator2C装置改成Tokamak叫ST,得到了苏联123上的实验结果。70年代初期在PPPL同时造了三个Toka2收稿日期:2001202214作者简介:邱励俭（1933T,1951年毕业于华中工学院动力系，现为中国科学院等离子体物理研处所研究员0IO'io-：10•Ohmic■BF•NBI-D：°1970ST■T-3A•NBLDT19801990年代2000mak:ATC(AdiabaticToroidalCompressor)PDX(PoloidalDiver
6、torExperiment)和PL1(PrincetonLargeTorus),而停止了原来的"仿星器”研究。世界上从1968年到现在共建造了儿十个大大小小的托卡马克，把核聚变研究推向一个新的高度，结果异常丰富(见图1)。主要的成就在于：10TTFTRQT)._JET(DT>八JET(DT)TFTf号璃黠PLTPDX^^T疋丁匚HIDP1TeASDEX*▲JET■4AltCAIC些C-APLT■ori4ak・pb图130年来托卡马克的进展Fig.1TokamakshavemadeexcellentprogressinFusionPower11基本上没有
7、发现一直困扰磁约束聚变的宏观稳定性问题。21实验数据与新经典理论预期的结果基本一致。照此发展下去，建堆有望。20世纪80年代初世界上就建造了4个接近聚变堆的大型托卡马克，每个装置的投资都是数亿美元。这4个装置是美国PPPL的TFTR、欧洲CuihamJET、日本Naka的JT260和苏联库尔恰托夫原子能所的T215超导托卡马克。前三个装置达到的“里程碑”是基本上实现了非笊氟燃烧的科学可行性的各项指标(详见下段)，而1215由于各种原因，一直未能投入正常运行。1976年在美苏倡议下，在IAEA的框架下，由美国、欧洲、日本及苏联共同建造ITER(Inter
8、nationalTokamakExperimentalReactor),这是一个巨大的科学计划
