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国际热核聚变堆
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ck7543发表于2010-3-1700:
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国际热核聚变堆
[i=s]本帖最后由ck7543于2010-3-1700:
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[attach]25802[/attach]核聚变同核裂变不同,核裂变是一个重原子核分裂成几个轻原子核的过程,核聚变是几个轻原子核聚合为质量更重的原子核的过程。
目前世界上的核电站都是通过核裂变方式制造电能的,但是核聚变比核裂变能产生更多能量,而且更高效、清洁。
最常见的核聚变是由氢的同位素氘和氚聚合成较重的原子核如氦而释出能量。
核聚变有着诱人的前景。
地球上蕴藏着丰富的核聚变原料。
据测算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。
1升海水中所含的氘,经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。
地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍,可以说是取之不竭的能源。
如果把自然界中的氘用于聚变反应,释放的能量足够人类使用100亿年。
至于氚,虽然自然界中不存在,但靠中子同锂作用可以产生,而海水中也含有大量锂。
其实早在约100年前,世界著名物理学家爱因斯坦就预见到在原子核中蕴藏着巨大的能量。
1939年,美国物理学家贝特证实,一个氘原子核和一个氚原子核碰撞,结合成一个氦原子核,并释放出一个中子和17.6兆电子伏特的能量。
这个发现,揭示了太阳“燃烧”的奥秘。
于是,制造一个装置,通过受控热核聚变反应获得无穷尽的新能源,成为全世界许多科学家的梦想。
“这就相当于人类为自己制造一个或数个小太阳,源源不断从核聚变中得到能量。
”
国际热核实验反应堆(ITER,InternationalThermonuclearExperimentalReactor)计划也被称为“人造太阳”计划,由欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度等7方共同参与,与国际空间站、欧洲大型强子对撞机、人类基因组计划一样,是一个庞大的国际科技合作项目,需要多国科学家合作才能完成。
其目的是借助氢同位素在高温下发生核聚变来获取丰富的能源。
其原理类似太阳发光发热,即在上亿摄氏度的超高温条件下,利用氘、氚的聚变反应释放出核能。
核聚变燃料氘和氚可以从海水中提取,核聚变反应不产生温室气体及核废料。
由于原料取之不尽,不会危害环境,这一计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用核聚变能,从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程,因此,意义和影响十分重大。
专家认为,在核聚变反应堆里,氘、氚等原子聚合后,变成更重的原子。
这和通过分裂而释放能量的核裂变截然不同,人们需要进行许多实验来了解有关反应的特性。
此外,要在地球上使用受控的核聚变反应堆,就必须把气体加热到超过1亿摄氏度。
这在工程和材料上的挑战将非常艰巨,据了解,要建造这一“人造太阳”,需要成千上万吨的混凝土和钢铁,而且还需要多种罕见的物质,比如铍、铌、钛和钨,以及低温液氮和液态氦。
当然,最为关键的是,还需要大量核燃料。
所有这些原料最终将会制造出国际热核聚变实验反应堆,从而在热核聚变领域取得重大突破。
尽管热核聚变实验反应堆的概念非常简单,但是实现起来却是另外一回事。
因为原子核在热核聚变时并不积极,每个原子核都带有一个正电荷,它们之间互相排斥。
因此在常规状态下让两个原子核结合起来几乎是不可能完成的。
只有达到惊人的高温,原子核才能获得足够的能量克服相互间的排斥,成功撞击,最终实现核聚变。
太阳内部也是同样的场景。
在太阳内部,热量产生自氢原子核的聚变。
但是氢原子核只有温度达到开氏1500万度才会慢慢开始热核聚变。
太阳内部核燃料的消耗非常缓慢,因此太阳的寿命已经持续了数十亿年。
然而在核聚变电站,核燃料需要在人类的时间尺度上进行聚变,而不能按照宇宙时间尺度进行。
相对来讲,氢的重同位素氘、氚比氢更容易燃烧,但是,要想让氘氚在国际热核聚变实验堆内充分燃烧,温度必须达到天方夜谭般的开氏1亿5千万度。
如此高的温度将会带来一系列难以克服的工程难题。
特别是,如何控制比太阳内核温度高十倍的电子和原子核高温离子体。
即使最坚固的建筑材料都不能承受超过数百开氏度的温度。
因此科学家提出通过磁场给高温等离子体编织一个“笼子”。
ITER采用了若干个小型热核聚变反应堆所采用的设计方法,在这些实验中已经实现了核聚变所需的恐怖高温。
据悉,国际热核聚变实验反应堆将采用1968年由苏联人发明的托卡马克装置。
托卡马克又称环流器,是一个由环形封闭磁场组成的“磁笼”,高温产生的等离子体就被约束在类似于面包圈的磁笼中。
托卡马克装置通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制。
国际热核聚变实验反应堆中的托卡马克装置是一个直径超过12米、容积达837立方米的环形容器,里面环绕着超导电磁线圈。
环形托卡马克装置外部的磁体能产生强烈的螺旋型磁场,能够约束热核聚变中产生的超高温等离子体。
为了打造这一巨大的磁性笼子,国际热核聚变实验反应堆项目需要超过10000吨的铌合金制成的超导线圈,并且要用低温液态氦气来降温。
聚变燃料在“磁笼”以三种不同方式同时燃烧:
电子线路发射电流穿过等离子体、微波加热以及环形磁场线圈周围的微粒加速器发射高能原子对其进行轰击。
即使多策并举,时至今日所有的托卡马克都没有产生太多的聚变能。
为了获得更大的突破,国际热核聚变实验反应堆将会启动一部更加巨大、密度更强的等离子环形磁场线圈。
假如计划全部实现的话,则需要多十倍的能量才能激发出等离子。
如此高的能量会给国际热核聚变实验反应堆带来威胁,因为“磁笼”并非牢不可破的。
活动剧烈的等离子体会发射出X射线,溢出带电粒子。
而且,聚变反应将产生电中性且不受磁力吸引的高能中子。
尽管有“磁笼”约束,国际热核聚变实验反应堆的等离子体很可能会以每平方米数兆瓦的热量将外壁炸开,其破坏力将远远超过此前的任何托卡马克或常规核裂变反应堆。
解决能量问题的方案貌似简单:
用水冷回路将热量转移至热交换器,最终形成蒸汽。
负责ITER反应器内部食物的马里奥?
梅罗拉说:
“显而易见,这就是我们最希望通过核聚变反应所获取的东西—提取热能。
”
但是,可操作性才是问题的关键。
反应堆主承重壁,又称再生区,由440块半米厚的不锈钢板组成,并钉进很多高压水管。
这些不锈钢墙壁将吸收绝大部分的中子,这些中子会使墙壁从内部升温。
水管相距不锈钢内壁不超过2.5厘米,否则中间的钢板就会因温度太高而变软。
直接面对等离子体的内层钢板则不起作用。
射入的等离子体会将钢板上的金属原子击发出并送进反应盒,污染那里的燃料和降低聚变反应的强度。
为此,国际热核聚变实验反应堆研究团队选择用铍制成的瓷砖贴在墙壁上。
虽然对人体有毒,但铍却非常适合抑制等离子破坏。
它是一种轻元素,其原子重量非常接近氘和氚的原子重量。
所以,尽管部分铍会从墙壁上爆发出去,也不会扑灭反应堆的火焰。
钢板和铍板也会被通过的电流和磁场的机械力量击伤。
每块四吨重的金属板要承受一百吨的压力,因此它们必须要牢牢地固定、坚不可摧,哪怕上面有安装水管的洞孔。
“再生仓的设计是整个反应堆中技术最难的部分之一。
”梅罗拉说。
反应仓的底部也需要高强度的装甲板,并使用一种称作“偏滤器”的特殊装置以保持等离子体的纯度。
聚变反应的主要副产品是氦核子,如果积累太多的话,将会扑灭反应中的核子烈焰。
偏滤器的作用在于过滤掉等离子体的最表层,将其冷却并吸走,从而移除掉“氦垃圾”和其他杂质。
偏滤器表面将非常灼热,单单是铍很容易熔化,因此要覆盖上熔点高达3000开氏温度的钨丝和碳纤维。
国际热核聚变实验反应堆的外壁能够利用水来降温,以抵御等离子线圈发射出的持续热量。
但这还不是反应堆必须要面对的最大问题。
托卡马克内部的等离子体在很多方面都和太阳相似,例如线圈也会突然产生一种称作“边缘局部化模态”的剧烈反应。
在千分之一秒的瞬间,等离子线圈表面迅速膨胀,爆炸出大量的粒子。
“看起来就像太阳耀斑一样。
”国际热核聚变实验反应堆研究员阿尔伯托?
罗雅特说。
“困扰我们的问题在于释放的粒子不仅数量庞大,而且具有一定的区域性和方向性,可能会产生每平方米数十亿瓦特的力量,那将是阳光照射地球功率密度的一百万倍。
”罗雅特解释道。
虽然单个的“边缘局部化模态”非常短暂,但其放射的能量也足以使表层的铍、钨或碳瞬间蒸发。
假如“边缘局部化模态”每秒钟会出现几次的话,最坚固的装甲也会灰飞烟灭。
但是,国际热核聚变实验反应堆团队计划将冰块投进燃烧的火焰中来解决这个问题。
该技术在上个世纪90年代应用于德国慕尼黑附近加兴市一个称作“偏滤器实验器”的反应堆。
与其他的托卡马克一样,偏滤器实验器也需要把燃料放置在在等离子线圈上,为此它安装了一部气动喷枪,将冷却的氘球发射到线圈盒中。
偏滤器实验器的研究者发现,当氘球射到等离子时,会产生边缘局部化模态一样的爆发现象,大量的气体瞬间释放。
因此可以通过确定发射氘球的时间和方向来降低边缘局部化模态的力度。
“你可以选择连续性地发射氘球,从而使边缘局部化模态规模变小,并降低爆炸的破坏力。
”罗雅特说。
当然,这种控制方法也并非完美无缺:
边缘局部化模态最终会穿透反应堆的内壁,因此必须要有另外一层防御设施。
2006年,在位于美国加州圣迭戈通用原子公司的DIII-D托卡马克试验中,物理学家发现他们能够利用反应堆内的一排小磁环来阻止边缘局部化模态的集中出现。
小磁环放置在保护墙的后面,形成微弱的磁场,扰动等离子的表面,在一定程度上阻止了边缘局部化模态的爆发。
“我们还无法从理论上清楚地解释这种现象。
”罗雅特说。
上述两种方法在英国牛津附近的JET聚变反应堆被进一步改进,但最终的试验将在国际热核聚变实验反应堆进行,以验证它们是否能够在不释放太多等离子和影响聚变反应的前提下控制住边缘局部化模态。
中子是另一个潜在的威胁。
聚变反应堆芯产生的高能中子会整个反应堆温度升高,破坏它们碰到的任何结晶体,坚硬的金属也会变得脆弱不堪。
反应堆引发的中子爆炸将远比我们在地球上看到的一切爆炸都更加剧烈—整个反应堆会不会被炸得粉身碎骨呢?
梅罗拉深信这种情况不会发生。
保护壁会采用奥氏体不锈钢。
这是一种用于家庭餐具上的钢材,具有高弹性晶体结构,即使在很多原子遭到破坏的情况下仍具有足够的强度。
“奥氏体不锈钢抗击打能力是非常强的。
”梅罗拉说。
核聚变始终是充满争议,特别是由于需要源源不断的巨额投入。
单单是国际热核聚变实验反应堆就需要100亿美元。
怀疑论者还指出,核聚变支持者于二十世纪五十年代就提出会开发出取之不尽、用之不竭的清洁能源。
但半个多世纪过去了,实现的前景仍然遥遥无期。
国际热核聚变实验反应堆团队显然希望这一天尽快到来。
如果他们能够在反应堆成功取得实质性突破,最终实现核聚变发电的梦想也许真的为期不远了。
ck7543发表于2010-3-1700:
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[i=s]本帖最后由ck7543于2010-3-1700:
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[attach]25803[/attach]托卡马克核聚变,也称超导托卡马克可控热核聚变(EAST)、超导非圆截面核聚变实验,核物理学重要理论之一,也是核聚变实现的重要途径之一。
托卡马克核聚变是海水中富含的氘、氚在特定环境和超高温条件下使其实现核聚变反应,以释放巨大能量,世界各国科学家为已在20世纪中叶开始相关研发。
在煤炭、石油一次性能源日渐枯竭且难以抑制环境污染的时候,清洁、安全而且原料取之不尽的可控热核聚变,成为本世纪中叶人类替代能源的希望所在。
托卡马克核聚变研究涵盖基础科学、工程科学和信息科学等多个领域,吸引了全世界的关注。
美国、欧洲、日本等发达国家均为此投入巨额资金。
托卡马克(Tokamak)核聚变是一种利用磁约束来实现受控的核聚变。
它的名字Tokamak来源于环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。
最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克核聚变的中央是一个环形的真空室,外面缠绕着线圈。
在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。
相比其他方式的受控核聚变,托卡马克拥有不少优势。
1968年8月在苏联新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上,阿齐莫维齐宣布在苏联的T-3托卡马克上实现了电子温度1keV,质子温度0.5keV,nτ=10的18次方m-3.s,这是受控核聚变研究的重大突破,在国际上掀起了一股托卡马克核聚变的热潮,各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。
其中比较著名的有:
美国普林斯顿大学由仿星器-C改建成的STTokamak,美国橡树岭国家实验室的奥尔马克(Ormark),法国冯克奈-奥-罗兹研究所的TFRTokamak,英国卡拉姆实验室的克利奥(Cleo),西德马克斯-普朗克研究所的PulsatorTokamak。
2006年9月28日,中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST首次成功完成放电实验,获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。
EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。
核反应释放的能量相当于相同质量的物质释放的化学能的数十万倍至百万倍。
核反应有核裂变、核聚变两种形式。
一个重核在中子的轰击下分裂成高能碎片的反应叫做核裂变,主要反应物是稀少的放射性元素铀、钚等,如原子弹爆炸;两个轻核发生碰撞结合成重核的反应叫做核聚变,主要反应物为氢的同位素氘和氚,如氢弹爆炸、太阳发光发热等。
占发电量比重较大的核电站就是在控制之下的裂变能利用。
托卡马克核聚变,通过约束电磁波驱动,创造氘、氚实现聚变的环境和超高温,并实现人类对聚变反应的控制。
受控热核聚变在常规托卡马克装置上已经实现。
但常规托卡马克装置体积庞大、效率低,突破难度大。
上世纪末,科学家们把新兴的超导技术用于托卡马克核聚变,使基础理论研究和系统运行参数得到很大提高。
托卡马克核聚变研究举步维艰,根本原因是轻元素原子核的聚合远比重元素原子核的分裂困难。
原子核之间的吸引力是很大的,但原子核都带正电,又互相排斥,只有当两个原子核之间的距离非常接近,大约相距只有万亿分之三毫米时,它们的吸引力才大于静电斥力,两个原子核才可能聚合到一起同时放出巨大的能量。
因此,首先必须使聚变物质处于等离子状态,让它们的原子核完全裸露出来。
然而,两个带正电的原子核越互相接近,它们之间的静电斥力也越大。
只有当带正电的原子核达到足够高的动能时,这需要几千万甚至几亿摄氏度的高温,它们的碰撞才有机会使它们非常接近,以致产生聚合。
1933年,人们用加速器使原子核获得所需的动能,在实验室实现了核聚变。
可是从这样的核聚变中得到的能量比加速器消耗的能量要小得多,根本无法获得增益的能量。
1952年,美国用原子弹爆炸的方法产生高温,第一次实现了大量氘、氚材料的核聚变。
但这种方法的效果是,在极短时间内使核聚变释放出巨大能量,产生强烈爆炸,即氢弹爆炸。
人类要和平利用核聚变,必须是可以控制的聚变过程。
核聚变反应比较切实可行的控制办法是,通过控制核聚变燃料的加入速度及每一次的加入量,使核聚变反应按一定的规模连续或有节奏地进行。
因此,核聚变装置中的气体密度要很低,只能相当于常温常压下气体密度的几万分之一。
另外,对能量的约束要有足够长的时间。
二战末期,苏联和美、英各国曾出于军事上的考虑,一直在互相保密的情况下开展对核聚变的研究。
几千万、几亿摄氏度高温的聚变物质装在什么容器里一直是困扰人们的难题。
1954年,第一个托卡马克装置在苏联库尔恰托夫原子能研究所建成。
当人们提出这种磁约束的概念后,磁约束核聚变研究在一些方面的进展顺利,氢弹又迅速试验成功,这曾使不少国家的核科学家一度对受控核聚变抱有过分乐观的态度。
但人们很快发现,约束等离子体的磁场,虽然不怕高温,却很不稳定。
另外,等离子体在加热过程中能量也不断损失。
经过了二十多年的努力,远未达到当初的乐观期望,理论上估计的等离子体约束时间与实验结果相差甚远。
人们开始认识到核聚变问题的复杂和研究的艰难。
在这种情况下,苏、美等国感到保密不利于研究的进展,只有开展国际学术交流,才能推进核聚变的深入研究。
另外,磁约束核聚变与热核武器在科学技术上没有重大的重叠,而且其商业应用的竞争为时尚早。
于是,1958年秋在日内瓦举行的第二届和平利用原子能国际会议上达成协议,各国互相公开研究计划,并在会上展示了各种核聚变实验装置。
自这次会议后,研究重点转向高温等离子体的基础问题,从二十世纪六十年代中到七十年代,各国先后建成了很多实验装置,核聚变研究进入了一个新的高潮期,人们逐渐了解影响磁约束及造成能量损失的各种机理,摸索出克服这种不稳定性及能量损失的对策。
随着核聚变研究的进展,人们对受控核聚变越来越有信心。
实现梦想需要科学。
经过多年大量科学实验证明在一种称为托卡马克核聚变能开发出无限而清洁的聚变能,它能帮助人类实现寻求能源的梦想。
核能是能源家族的新成员,包括裂变能和聚变能两种主要形式。
裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。
受控核裂变技术的发展已使裂变能的应用实现了商用化,如核(裂变)电站。
裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少,而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料,这些因素限制了裂变能的发展。
聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量。
目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。
其实,人类已经实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸,但那是不可控制的瞬间能量释放,人类更需要受控核聚变。
维系聚变的燃料是氢的同位素氘和氚,氘在地球的海水中有极其丰富的蕴藏量。
经测算,l升海水所含氘产生的聚变能等同于300升汽油所释放的能量。
海水中氘的储量可使人类使用几十亿年。
特别的,聚变产生的废料为氦气,是清洁和安全的。
因此,聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。
这就是世界各国尤其是发达国家不遗余力竞相研究、开发聚变能的根本原因。
受控热核聚变能的研究主要有两种--惯性约束核聚变和磁约束核聚变。
前者利用超高强度的激光在极短的时间内辐照氘氚靶来实现聚变,后者则利用强磁场可很好地约束带电粒子的特性,将氘氚气体约束在一个特殊的磁容器中并加热至数亿摄氏度高温,实现聚变反应。
托卡马克(Tokamak)是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。
经过近半个世纪的努力,在托卡马克上产生聚变能的科学可行性已被证实,但相关结果都是以短脉冲形式产生的,与实际反应堆的连续运行有较大距离。
超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上,是受控热核聚变能研究的一个重大突破。
“超导托卡马克核聚变”实验包括一个具有非圆小截面的大型超导托卡马克实验装置和低温、真空、水冷、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断等子系统。
其中超导托卡马克装置是本项目的核心。
而超导托卡马克装置又包括超导纵场与极向场磁体系统、真空室、冷屏、外真空杜瓦及面对等离子体部件等部件。
承担各部件设计的工程技术人员,在充分集思广益、充分发挥创新能力的基础上,借鉴国际上同类装置的经验,通过一丝不苟的努力工作,目前各项工作的进展呈良性循环---设计推动了预研工作的进行,预研工作的结果又使设计得到进一步优化。
1、超导磁系统。
超导纵场与极向场磁系统是HT-7U超导托卡马克的关键部件,结构复杂、技术难点多、难度大、涉及的不确定因素多。
科研人员经过一轮又一轮的设计、计算和分析,对多种方案进行比较、优化,目前超导导体的设计已进入最后的实验选型阶段;线圈的设计已完成试验线圈的设计与绕制及原型线圈的设计;低温下高强度线圈盒的设计已完成各种可能工况下的力学分析与计算、传热分析与计算、电磁分析计算以及线圈盒焊接时的温升对超导线圈性能影响的试验等工作;低温冷却回路的设计已完成热的分析与计算及冷却参数的优化;超导导体接头已完成多种方案的设计、研制与试验,并确定了最终的结构形式;超低温绝缘子的研究已完成最终的设计与试制,进入批量制造阶段;超导线圈的真空压力浸渍的工艺研究在国内电绝缘的归口单位---桂林电科所及中科院北京低温中心的密切配合下已完成超低温绝缘胶的配方的研究,正在完成超低温绝缘胶真空压力浸渍的最终工艺试验。
超导极向场的线圈位置优化和电流波形优化,使之既能满足双零和单零的偏滤器位形的要求,又能满足限制器位形的要求,这项工作经过反复的平衡计算与调试、比较,已经满足物理的要求,工程上线圈在装置上的位置以及线圈的截面形状均已确定。
2、真空室。
真空室是直接盛装等离子体的容器,除了要为等离子体提供一个超高真空环境,要满足装置稳定运行时等离子体对电磁的要求以及为诊断等离子体的特性、等离子体加热、真空抽气、水冷及加料对窗口的要求、中子屏蔽的要求、还要满足面对等离子体部件定位和准直的要求。
HT-7U真空室是双层全焊接结构,由于真空室离等离子体近,等离子体与真空室之间的电磁作用最直接,真空室上所受的电磁力最大,同时真空室要烘烤到250°C,因温度变化所产生的热变形大。
设计人员考虑到以上这些因素,对真空室进行了所有可能工况下的多轮受力分析、电磁分析和传热计算,针对每一轮的计算结果对结构设计进行优化。
目前已完成最新一轮满足各项要求的结构在各种工况下的静应力分析、模态分析、频率响应分析和地震响应分析,为设计的可靠性提供了充分的依据。
真空室试验原型段的施工设计正在进行之中,真空室满足热胀冷缩要求的特殊支撑结构的试验平台正在制造过程中,真空室窗口所使用的各种异型波纹管的研制也在紧张的进行。
3、冷屏与外真空杜瓦。
HT-7U的内外冷屏是超导磁体的热屏障,对维持超导磁体的正常运行发挥作重要作用。
该部件的电磁分析、受力分析和传热分析的工作都已完成,对传热计算产生重要影响的表面辐射系数的测量已完成,目前该部件已进入工程设计的最后阶段,即将转入施工设计。
外真空杜瓦是维持其内部的所有部件都处在基本无对流传热的真空环境中,因而是超导磁体与冷屏维持超低温的保证,同时也是其内部所有部件支撑的基础。
该部件的力学分析和电磁分析已结束,施工设计已正式展开。
4、面对等离子体部件。
面对等离子体部件直接朝向等离子体,其表面性质直接影响等离子体杂质的返流和气体再循环,等离子体的能量依靠面对等离子体部件的冷却系统输运到托卡马克外。
面对等离子体部件相对等离子体的位置的优化正与德国马普等离子体所合作,利用他们的程序进行计算,已得出初步结果;直接面对等离子体的石墨材料正与山西煤化所合作研究,开发参杂石墨与石墨表面的低溅射涂层,用于石墨材料各项性能试验的大功率电子枪和实验系统正在装修一新的实验室中调试;用于试验水冷结构和石墨性能的面对等离子体部件的试验件已组装到HT-7超导托卡马克的真空室中,在即将进行的一轮试验中进行各项指标的测试。
5、装置技术诊断系统。
装置技术诊断包括温度测量、应力应变测量、失超保护和短路检测等部分。
温度测量从4.5k的液氦温度到350°C面对等离子体部件的烘烤温度,要测的温度范围大,且要使用不同的方法。
特别是超低温下的温度测量,其温度计的标定费用高,科研人员积极发挥创新的能力,自己开发了一套温度标定系统,且在该系统上进行了HT-7U所有低温温度计的标定。
应力应变测量、短路检测和失超保护的探测及放大电路已设计并调试完毕,数据采集和处理的专用程序也已进入调试阶段。
6、低温系统。
低温系统是超导托卡马克核聚变实验装置的关键外围设备之一。
它必须保障装置的超导纵场磁体和极向场磁体顺利地从室温降温至3.8-4.6K,并能长达数月保冷,维持超导纵场磁体正常励磁
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