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出自SUNIST
SUNIST是Sino-UNIted Spherical Tokamak的缩写,也即中国联合球形托卡马克,是一个小型球形托卡马克装置的名称。该装置由中国科学院物理研究所与清华大学工程物理系联合建设与维护,位于清华大学工物馆。
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为什么要研究球形托卡马克
相对于传统托卡马克,球形托卡马克等离子体的轮廓接近于球形,但其拓扑结构仍然是环(直观的比较见右图,详见托卡马克等离子体的形状参数)。这种形状上的改变使得球形托卡马克自然地拥有更优良的磁流体力学稳定性,因而可以在较低的磁场下约束较高参数的等离子体,可能是一种比传统托卡马克更经济的未来聚变反应堆形式。彭元凯博士在一次私人会面期间透露了他提出球形托卡马克位形的整个经过。1980年代,他参与了INTOR的物理设计工作。工作期间,他发现从MHD计算结果中可以明显地看到环径比减小以后容许的等离子体比压显著提高。于是他向INTOR物理设计方面的负责人提出了这个问题,但该负责人以工程设计人员认为无法建造为由将该想法一口回绝。但彭元凯博士并未止步,便向当时负责工程设计的人员探讨建造困难的原因。令人意外的是,工程设计人员向他表示,搞物理设计的从未提出过这种设计指标,并且这些指标也并非不可实现。在这种情况下,彭元凯博士简单而清楚地分析了等离子体比压、截面拉长等参数与环径比的相关性,并公开发表了相关研究成果,从而掀起了球形托卡马克研究的热潮。
此外,轮廓的变化还导致球形托卡马克等离子体的一些物理规律与传统托卡马克等离子体的规律有明显的不同,这也是它吸引人的地方。关于球形托卡马克的更多信息,请参阅以下链接:
SUNIST装置
SUNIST装置的外观如右图。它的基本运行参数如下。
| 参数名称 | 符号 | 值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 大半径 | R0 | 0.3 | m |
| 小半径 | a | 0.23 | m |
| 环径比 | A | ~1.3 | - |
| 环向磁场 | BT0 | 0.15 | T |
| 极向磁通 | ΦP | 30 | mV.s |
| 等离子体电流 | IP | <70 | kA |
| 电子温度 | Te | ~100 | eV |
注:关于SUNIST装置各个组成部分的详细技术信息,请参阅分类:SUNIST装置。
SUNIST可以用来做些什么
SUNIST装置虽小,但仍然大有可为。首先,SUNIST包含了高真空、电力电子、嵌入式控制器、数据采集、微波、光谱等方面技术的应用,可以作为一个门类丰富的工程实践平台。其次,SUNIST是一个小型球形托卡马克装置,除了可以较保守地研究球形托卡马克等离子体的一般物理性质(比如边界物理、MHD等)以外,由于它的实验任务较为精练,不会受到太多的牵制,因此可以大胆尝试一些具有较强探索性的实验(比如阿尔芬波电流驱动实验等,参见分类:科研项目);此外,装置提供的等离子体也可以作为一些诊断设备的开发平台。最后,SUNIST是一个完整但简洁的托卡马克实验装置,通过它人们可以非常方便、全局地了解托卡马克装置的原理和结构,是一个很不错的教学平台。
SUNIST欢迎你
如果你对磁约束聚变研究感兴趣,希望参与其中;或者你对SUNIST上用到的各种技术感兴趣,希望动手实践;抑或你就是想更近距离地了解SUNIST和磁约束聚变,希望参观访问……我们都非常欢迎!
联系方式
地址:北京市海淀区清华大学工物馆(老馆)139、141、158和160房间(见地图)
电话:010-62776446
