托卡马克的致命问题

托卡马克解决了等离子体稳定性问题,由于等离子体受热不均匀新会受到磁场的影响而在等离子体中逃逸,造成能量、燃料损失;另外它还会受到垂直位移事件”(VDE)影响导致等离子体出现垂直移动,碰触真空室(反应腔室)的上壁和下壁。

此时不仅会导致等离子体约束状态被破坏,而且还会让千万度甚至上亿度的等离子体触碰托卡马克的内壁,比如法国原子能委员会 (CEA)研究中心建设的Tokamak de Fontenay-aux-Roses (TFR)实验堆中的等离子体失控时直接将内壁烧了个大洞,差点报废!

而且托卡马克实验堆中这类事故概率很高,比例大约在百分之几左右,这个比例简直就要命,不过幸好目前的技术已经能控制到尽量不损坏,或者VDE事件时降低对内壁的破坏程度。

从EAST到CFETR

这是中国科学院等离子体物理研究所中国安徽省省会合肥市建设的世界第一个全超导磁体托卡马克核聚变反应试验性装置,是国际上稳态磁约束聚变研究的重要实验平台,其研究成果将为未来国际热核聚变实验反应堆(ITER)提供工程技术支持:

  • 2006年9月28日,EAST完成第一次放电,这是世界上第一台全超导的非圆截面托卡马克;
  • 2008年12月19日,我国研制的ITER 68kA高温超导大电流引线的低温通电实验的电流峰值达到90kA,并持续4分钟时间,创下了高温超导电流引线实验的世界最高记录;
  • 2012年,EAST创造了两项世界记录:超过400秒,2000万度的高参数偏滤器等离子体;稳定重复超过30秒的高约束(H模式)等离子体放电;