磁約束
既然在地球引力的條件下不行,用實物制成的容器也不行,科學(xué)家就采用由封閉磁場組成的“容器”,來約束電離了的等離子體。這種容器又叫磁瓶或磁籠,它由磁力線組成,看不見,摸不著,不怕高溫烈火燒。用磁場實現(xiàn)聚變的方法稱為磁約束。
20世紀(jì)50年代初期,前蘇聯(lián)科學(xué)家塔姆和薩哈羅夫,提出托卡馬克的概念。托卡馬克是磁線圈圓環(huán)室的俄文縮寫,又稱環(huán)流器。第一個托卡馬克裝置,1954年在前蘇聯(lián)庫爾恰托夫原子能研究所建成。在此之前,從1946年開始,其他的磁約束概念也曾相繼提了出來。
在托卡馬克裝置中,聚變反應(yīng)是在圓環(huán)形的聚變反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行的。這個室像一個汽車輪胎的內(nèi)胎一樣。圓環(huán)上繞的線圈產(chǎn)生的強磁場,使等離子體保持在圓環(huán)的中心,不會和圓環(huán)的內(nèi)壁接觸。首先用感應(yīng)產(chǎn)生的大電流,對等離子體進(jìn)行加熱。這種加熱是利用等離子體有電阻的特性進(jìn)行的,所以又叫電阻加熱或歐姆加熱。但是隨著溫度的升高,本已微弱的等離子體電阻又急劇下降。所以用歐姆加熱,在一般情況下很難使等離子體內(nèi)的離子溫度超過1000萬℃。因此需要在歐姆加熱的基礎(chǔ)上,對等離于體進(jìn)行二次加熱?梢圆捎米⑷刖哂泻芨吣芰康牟粠щ姷脑邮,即中性束的辦法。1978年美國科學(xué)家用這個辦法,將等離子體加熱到7000萬℃取得了令人鼓舞的成績。此外還可以用離子回旋共振加熱等方法,其所需的設(shè)備比中性束注入要簡單,但也有一些新的技術(shù)問題。這些加熱方法均會使約束時間縮短。
等離子體
聚變能量釋放的因素
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