環形箍縮裝置

環形軸對稱磁約束結構：線箍縮和角箍縮的共同缺點是電漿中的粒子會從兩端逸出，為此研製出箍縮電漿的環形軸對稱環流器托卡馬克(Tokamak)。

基本介紹

• 中文名：環形箍縮裝置
• 外文名：Ring pinch device
• 套用學科：能源工程
• 範疇：工程術語

概述

環形軸對稱磁約束結構：線箍縮和角箍縮的共同缺點是電漿中的粒子會從兩端逸出，為此研製出箍縮電漿的環形軸對稱環流器托卡馬克(Tokamak)。

圖1

這種裝置的每一層磁力線和電流線都各繞成同一個閉合曲面(圖1)，這些曲面稱為磁面或電流面。磁場力J×B指向電漿內部。每一層磁面都是等壓面；電漿環中心壓強最高，壓強從中心到外層逐層降低為零。因此，電漿環完全可以通過磁場力來箍縮。

基本原理

環形箍縮裝置是發生核聚變、產生新能量的裝置。聚變反應堆要求高溫電漿作為它的燃料。因此探討如何約束電漿、使產生的能量比製造電漿所消耗的能量還多的辦法成為當前研究的中心。

根據勞遜判據，在氘—氚反應中，電漿溫度要大於10千電子伏；電漿的密度與約束時間的乘積要大於或等於10秒/厘米。最有希望的裝置由環形電流管構成。當強電流脈衝通過該管時，就產生了電漿，並提高其溫度。

同時，電流脈衝又產生強磁場，使帶電粒子螺旋式扭結，形成電漿自收縮。這種箍縮效應有助於解決約束電漿的問題。但這種扭結是因電漿的不穩定才產生的，故必須另加磁場來加強箍縮效應。美國的“仿星器”和蘇聯的“托卡馬克”裝置就是這一類型的裝置。後者被認為是當前最有希望的一種裝置。