《核能和核电原理(磁约束聚变部分)》
核能发电与核电站的工作原理
核能发电与核电站的工作原理核能发电是利用核裂变或核聚变过程中释放出的能量来产生电力的一种方式。
核电站是核能发电的主要设施，它通过控制核反应过程，将核能转化为热能，最终转化为电能。
本文将介绍核能发电和核电站的工作原理。
一、核能发电核能发电基于核裂变或核聚变的能量释放原理。
核裂变是指重核（如铀、钚等）通过吸收中子的轰击而分裂成两个或多个轻核的过程。
核聚变是指轻核（如氘、氚等）在高温和高压条件下融合成重核的过程。
不论是核裂变还是核聚变，都会释放出巨大的能量。
核能发电利用核反应生成的热能来产生蒸汽，进而驱动涡轮机发电。
具体的核能发电过程如下：1. 核反应堆：核反应堆是核电站的核心装置，用于控制和维持核反应。
核燃料（如铀、钚等）会放置在反应堆中，当中子轰击核燃料时，就会引发核裂变或核聚变的过程，释放出热能。
2. 冷却剂：核燃料在反应过程中会产生大量的热能，需要通过冷却剂来帮助散热。
常用的冷却剂包括水、重水和氦气等，其作用是将燃料周围的热量带走。
3. 蒸汽产生：冷却剂在吸收热能后，会转化为蒸汽。
蒸汽的形成需要将冷却剂暴露在高温区域，使其发生相变。
4. 涡轮机发电：产生的蒸汽会进入涡轮机，涡轮机通过转动发电机产生电能。
涡轮机的转动是由蒸汽的压力推动的。
5. 再循环系统：发电后，蒸汽会冷却成水再次进入核反应堆，进行再循环利用。
二、核电站的工作原理核电站是核能发电的场所，它由多个核反应堆、冷却系统、涡轮机等设施组成。
核电站的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 核燃料供给：核燃料需要定期更换，核电站会准备足够的核燃料，以确保持续的发电供应。
核燃料通常以小的芯块形式装入导管，构成燃料组件。
2. 核反应堆的控制：核反应堆中的核燃料要保持在适宜的反应状态，需要进行严格的控制。
控制装置会调节中子通量，以保持核反应的稳定性和受控能力。
3. 冷却系统：核反应过程中产生的热能需要冷却剂来帮助散热。
冷却系统会将冷却剂引导至反应堆周围，吸收热能后再排出。
中国的磁约束核聚变
中国的磁约束核聚变磁约束核聚变是一种新型的、具有高效能的核能源，它的实现可以为人类提供无限的能源供应。
中国是世界上最重视核能研究的国家之一，并且取得了很多成就。
我们在核聚变领域持续进行探索，目前已经进入实验阶段，磁约束核聚变技术是其中之一。
接下来将会介绍磁约束核聚变技术以及我国在这个领域的研究成果。
磁约束核聚变是一种重要的可控核聚变方法，利用高温等离子体和高强度磁场达到核聚变的目的。
在这种方法中，聚变反应的燃料为氘和氚，可控热能会释放，像一个小太阳一样发光并产生大量的能源。
磁约束核聚变主要分为磁约束聚变和惯性约束聚变两种，其中磁约束聚变是最主要的、最被研究的核聚变方法之一。
磁约束核聚变技术实现需要一个巨大的磁场来约束中心高温等离子体，以保持等离子体的稳定状态并稳定运行，同时还需要一定的内部能量来维持聚变反应。
为此，科学家研制开发了多种磁约束核聚变设备。
在世界上，最具代表性的磁约束核聚变设备之一是国际热核聚变实验反应堆 (ITER)。
ITER是目前研发的最大、最复杂、也是最显著的国际核聚变实验，中国作为合作方之一，积极参与了其中。
我国在磁约束核聚变研究领域也有许多成果。
截至2020年，已经有两个世界上最大的聚变实验装置在我国运行，它们分别是西南物理研究所的“HL-2M托卡马克”和中国科学院等离子体物理研究所的“EAST托卡马克”。
“HL-2M托卡马克”是中国氢弹研制取得的成果之一。
它的主要用途是使我国在核聚变的实验和研究方面更好地掌握相关技术，积累更多的经验，并为未来的可持续能源的开发提供支持。
而“EAST托卡马克”是我国开展磁约束核聚变研究的主要平台之一，已经进行了数十年的研究，广泛发表了数百篇学术论文，国际上具有相当的声誉。
磁约束核聚变技术的发展顺应了人类对可持续、清洁、高效能源的追求。
目前来看，磁约束核聚变技术仍面临各种科研和技术难题。
其中，最大的难点之一是如何掌握超高温等离子体的约束与维持，此外，遏止热能与辐射通过等离子体和设备的技术挑战也需要接受。
《核能和核电原理(磁约束聚变部分)》共48页
45、自己的饭量自己知道何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
《核能和核电原理(磁约束聚 变部分)》
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
核能与核反应核裂变与核聚变的介绍
核能与核反应核裂变与核聚变的介绍核能与核反应：核裂变与核聚变的介绍核能是一种源于原子核中巨大能量的形式，是当前世界上最主要的清洁能源之一。
核能通过核反应的方式释放出来，其中最常见的核反应有核裂变和核聚变。
本文将介绍核能以及核裂变和核聚变的基本原理和应用。
一、核能的基本概念及特点核能是指储存在原子核中的巨大能量，其能量密度远高于常见的化学能。
核能的主要特点包括：1. 高能量密度：核能的能量密度远高于化学能，仅几克核燃料就可输出巨大的能量，这使核能成为高效的能源来源。
2. 易于储存和运输：核能可通过核燃料的形式进行储存和运输，使其可以灵活应用于不同领域。
3. 清洁环保：核能的利用过程中不会产生二氧化碳等温室气体和大量的污染物，对环境的影响较小，是一种低碳清洁能源。
二、核裂变的过程和应用1. 核裂变的概念：核裂变是指重核（如铀、钚等）被中子轰击后产生裂变，释放出巨大能量的过程。
核裂变反应通常可表示为：核裂变：重核 + 中子→ 轻核 + 轻核 + 中子 + 能量2. 核裂变的链式反应：核裂变过程中，释放的中子可继续轰击其他重核，形成链式反应。
当链式反应持续稳定进行时，就产生了裂变链式反应，从而释放出大量的能量。
3. 核裂变的应用：- 核能发电：核裂变被广泛应用于核能发电厂中。
在核反应堆中，通过控制链式反应的速率，可释放出大量的热能，用于产生蒸汽驱动涡轮发电机，生成电能。
- 核武器：由于核裂变释放的能量巨大，核裂变也可以用于制造核武器。
然而，核武器的制造和使用受到严格的国际法律和条约限制。
三、核聚变的过程和应用1. 核聚变的概念：核聚变是指轻核（如氢、氦等）融合形成更重的核，并释放出巨大能量的过程。
核聚变反应通常可表示为：核聚变：轻核 + 轻核→ 重核 + 中子 + 能量2. 核聚变的条件：核聚变需要极高的温度和压力条件才能实现，目前主要通过两种方法进行控制：- 惯性约束聚变（ICF）：利用激光或粒子束瞬时加热和压缩燃料，使其达到触发聚变的条件。
磁约束核聚变原理
磁约束核聚变原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊磁约束核聚变这神奇的玩意儿。
你说这磁约束核聚变啊，就像是一场超级酷炫的魔术表演！想象一下，在一个特别的舞台上，那些微小的粒子们就像是调皮的小精灵，到处乱跑乱撞。
而我们呢，要想办法把它们给约束住，让它们乖乖地按照我们的意愿来行动。
这可不是一件容易的事儿啊！就好像你要抓住一群调皮的小猫，它们可不会老老实实地待在你指定的地方。
但是呢，科学家们可聪明啦！他们想出了用磁场来约束这些粒子的办法。
磁场就像是一个无形的大笼子，把那些粒子都关在里面，让它们只能在特定的区域里活动。
你可能会问啦，为啥要搞这个磁约束核聚变呢？哎呀，这可太重要啦！核聚变能产生巨大的能量啊，那能量简直多得吓人！要是我们能把这个技术玩转了，那以后我们的能源问题不就轻松解决啦？再也不用担心没电啦，也不用怕油价涨啦！你看现在，我们用的电很多都是靠烧煤、烧油发出来的，这多不环保啊！而且那些能源总有一天会用完的。
但是核聚变就不一样啦，它的原料在大海里多得是，简直就是取之不尽用之不竭呀！磁约束核聚变的研究可不容易啊，就像是攀登一座超级高的山峰。
科学家们一步一步地往上爬，遇到了好多困难和挑战。
有时候可能会失败，但是他们可不会轻易放弃！他们就像勇敢的战士，一直在为了实现这个伟大的目标而努力奋斗。
这过程中也有好多有趣的故事呢！比如说有时候实验会出现一些意想不到的情况，就像一场小小的闹剧。
但是科学家们会从这些意外中吸取经验教训，让自己变得更强大。
咱普通人虽然不能直接去搞这个磁约束核聚变，但是我们可以支持科学家们呀！给他们加油打气，让他们知道我们都在期待着他们的成功。
反正我觉得吧，磁约束核聚变就是未来的希望！它就像一道光，照亮我们走向美好未来的路。
我坚信，总有一天，科学家们会攻克所有的难题，让磁约束核聚变真正为我们所用。
到那个时候，我们的生活将会发生翻天覆地的变化，那该有多棒啊！你难道不期待吗？。
核聚变的磁约束
核聚变的磁约束1. 简介核聚变是一种将轻元素（如氘和氚）融合成重元素（如氦）的过程，释放出巨大能量的反应。
与核裂变不同，核聚变反应是可持续的，且不产生长寿命的放射性废料，因此被认为是理想的能源来源之一。
然而，要实现可控的核聚变反应并将其应用于能源生产，需要克服许多技术挑战。
磁约束是实现核聚变的一种重要方法，它利用磁场将等离子体约束在特定的空间中，以防止其与容器壁接触并散失能量。
本文将详细介绍核聚变的磁约束技术及其原理、应用和挑战。
2. 磁约束原理磁约束技术的核心是利用磁场对等离子体施加力，使其保持在特定的空间中。
磁约束可分为两种类型：轴向磁约束和径向磁约束。
2.1 轴向磁约束轴向磁约束是通过在等离子体周围创建一个轴向磁场来约束等离子体。
这个磁场使得等离子体沿着磁场线方向运动，防止其沿轴向扩散。
轴向磁约束通常使用螺管磁体或线圈来实现，这些磁体或线圈产生一个沿着等离子体轴向的磁场，将等离子体约束在中心位置。
2.2 径向磁约束径向磁约束是通过在等离子体周围创建一个径向磁场来约束等离子体。
这个磁场使得等离子体沿着磁场线方向运动，防止其沿径向扩散。
径向磁约束通常使用环形磁体或线圈来实现，这些磁体或线圈产生一个沿着等离子体径向的磁场，将等离子体约束在环形空间中。
3. 磁约束应用磁约束技术在核聚变研究和实验中具有广泛的应用。
以下是一些磁约束应用的例子：3.1 磁约束聚变堆磁约束聚变堆是一种利用磁约束技术实现核聚变反应的装置。
它通常由一个环形磁体或线圈和一个等离子体室组成，磁场约束等离子体在室内运动。
通过在等离子体中提供足够高的温度和密度，可以实现核聚变反应。
3.2 磁约束聚变反应堆磁约束聚变反应堆是一种利用磁约束技术实现可控核聚变反应的装置。
它通常由一个大型的环形磁体或线圈和一个等离子体室组成，磁场约束等离子体在室内运动。
通过控制磁场和等离子体的参数，可以实现可控的核聚变反应，并将其转化为能量。
3.3 磁约束聚变实验装置磁约束聚变实验装置用于研究核聚变反应的基本性质和物理过程。
先进磁约束聚变-概述说明以及解释
先进磁约束聚变-概述说明以及解释1.引言概述先进磁约束聚变是一种新兴的核能技术，它致力于实现可控核聚变反应以产生清洁且高效的能源。
本文将介绍先进磁约束聚变技术的基本原理、优势和挑战，以及展望其在未来能源领域的应用前景。
通过对先进磁约束聚变技术进行全面的分析和探讨，我们希望能够为这一领域的发展提供有益的参考和启发。
文章1.1 概述部分的内容文章结构部分的内容如下："1.2 文章结构"本文将主要从三个方面进行讨论。
首先，将介绍先进磁约束聚变技术的基本原理和发展历程，以及其在能源领域的重要性。
其次，将探讨先进磁约束聚变技术相较于其他聚变技术的优势和特点，包括其在可持续能源发展中的潜力。
最后，将对先进磁约束聚变技术所面临的挑战和未来发展前景进行分析和展望，以期为该技术在能源领域的应用提供更多见解和思路。
1.3 目的本文的目的是介绍先进磁约束聚变技术在核聚变领域的重要性和应用前景。
通过对先进磁约束聚变技术的介绍和分析，希望能够让读者了解这一领域的最新进展和挑战。
同时，也希望能够激发更多人的兴趣，促进该领域的发展和研究。
通过本文的阐述，希望能够为读者提供对先进磁约束聚变技术的全面了解，以及对未来发展方向的思考，从而推动这一领域的进步和发展。
2.正文2.1 先进磁约束聚变技术介绍先进磁约束聚变技术是一种利用磁场将等离子体束缚在特定空间内，通过高温、高密度的等离子体反应实现核聚变能量释放的先进能源技术。
其核心是通过在等离子体中维持适当的温度和压力，使氢等离子体聚变成氦，释放出巨大的能量。
先进磁约束聚变技术主要包括磁约束聚变反应堆和磁约束聚变实验装置两个方面。
磁约束聚变反应堆是通过强大的磁场将等离子体束缚在球形或环形磁场中，使等离子体保持足够高的温度和压力，从而实现稳定、长时间的核聚变反应。
而磁约束聚变实验装置则是为了验证和研究核聚变反应的基本原理和技术问题而建立的小型试验装置，通过实验数据验证磁约束聚变技术的可行性和可靠性。
核能发电的工作原理
核能发电的工作原理核能发电是利用核能转化为电能的一种发电方式。
核能是指原子核中所蕴含的能量，它的释放能够产生巨大的能量输出。
核能发电利用核裂变或者核聚变的原理，将核能转变为热能，再通过热力机械装置转换为电能。
下面将详细介绍核能发电的工作原理。
一、核裂变发电原理核裂变是指重核原子核（如铀、钚等）受到中子轰击后，原子核发生裂变，释放出巨大的能量。
核裂变反应可通过以下步骤描述：1. 中子轰击：在核反应堆中，中子与重核原子核相互碰撞，引发裂变反应。
中子的速度要适中，既要能轻易地与原子核相撞，又能产生裂变所需的能量。
2. 裂变反应：当中子发生碰撞后，被击中的原子核不稳定，裂变成两个中等大小的裂变产物核和2~3个中子。
同时，还会释放出大量的能量。
3. 中子连锁反应：裂变产物核会继续释放出中子，这些中子会继续与其他原子核碰撞，引发新的裂变反应。
这就是所谓的中子连锁反应。
中子连锁反应可以持续不断地释放能量，形成链式反应。
4. 控制链式反应：为了保持链式反应的稳定性，需要控制中子的数量和速度。
通过控制材料的密度、材料的摆放方式和使用反射材料等方法，可以实现对链式反应的调节和控制。
通常在核反应堆中使用控制棒来调整链式反应的速率。
5. 热能转换：核裂变反应释放出的热能被用来加热反应堆中的工质，如水或氦气。
通过热交换器，工质中的热能被转移到另一个回路中。
在这个回路中，热能被用来产生蒸汽，驱动涡轮发电机转动，最终产生电能。
二、核聚变发电原理核聚变是指轻核原子核（如氢、氦等）在极高温度和压力下发生融合，产生巨大的能量。
核聚变反应可通过以下步骤描述：1. 提供高温和高压条件：为了使轻核原子核可以克服库仑斥力，靠近到足够接近的距离，需要提供极高的温度和压力。
常见的方法包括惯性约束聚变和磁约束聚变。
2. 核聚变反应：在高温和高压的条件下，轻核原子核发生聚变反应，形成更重的原子核，并释放出大量的能量。
3. 释放能量：核聚变反应释放出的能量以光子形式传播出来，形成巨大的等离子体。
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托卡马克装置
磁体系统
极向场线圈: 垂直(磁)场 水平(磁)场 快控场线圈
托卡马克装置
磁体系统
校正场线圈 误差（杂散）场来源： 加工和安装误差 引线 不对称构件
托卡马克装置
电源系统
脉冲纵场磁体电源：
电容储能（电能） 电感储能（磁能）
飞轮机组（机械能）
电容储能
电感储能
磁约束聚变研究历史
1985年，苏美首脑建议合作建造国际热核实验堆，即ITER
1989年，德国ASDEX实现H模运转。 1990年，ITER完成概念设计 1991年，欧洲的JET装置用DT反应产生1.7MW聚变功率。 1993年，美国TFTR装置用DT反应产生6.4MW聚变功率，后来又将这一功率提高到 10.7MW。 1997年，JET又创造了DT反应产生16.1MW聚变功率的新记录。
托卡马克装置
真空系统
加料系统
加料系统，指实验装置中工作气体的馈入，在反应堆中指反应物质的馈入。 脉冲送气 最简单的送气，送气部件是压电晶体阀，响应时间为毫秒量级。但中性粒子在 等离子体边缘区就被电离约束，不能对等离子体中心区直接加料。 超声分子束 它使用了一种称为Laval的喷咀。当具有一定压力差的气体从一个小孔喷出时， 在小孔低压侧一定范围内可形成一个超声分子束，其速度可达每秒几百米。 弹丸注入 这是一种能有效进行中心区加料的技术，即向等离子体注入冷冻的氢或氘丸。 气体被冷冻为固态的圆柱体，然后截断成一定长度的弹丸，用压缩气体射入托 卡马克真空室，速度从每秒几百米到几千米。
圆线圈自感
N L 0 N 2 R0 f I
形状因子
托卡马克装置
磁体系统
在一些大的装置中， 环向场线圈往往做成D 形。这也和大装置中的 等离子体截面在垂直方 向拉长相适应。 很强的环向场（一般 大于5 Tesla）可以用超 导线圈提供。超导磁体 是稳态运转的，适于研 究托卡马克的长脉冲运 行和稳态运转。
DAQ1
DAQ2
DAQ3
DAQ4
DAQ5
ACQ1
ACQ2
托卡马克装置
诊断系统
磁测量 等离子体电流 等离子体位置 探针诊断 边界等离子体参数 粒子散射诊断 芯部等离子体参数 粒子测量
边界粒子种类
光子散射/折射/吸收 芯部等离子体参数
托卡马克装置
辅助加热系统
射频波加热
磁压力 热压力 热张力
垂直场平衡等 离子体：
jB
磁约束等离子体约束与输运
磁场中粒子扩散
q P q KT n u mn u u qnE P mn u 0 u E E m mn m m n t
KT m 2 D : m
磁约束聚变原理
磁约束聚变的参数要求
磁约束基本过程 磁约束磁场位型
湍流输运和剪切流
等离子体不稳定性 托卡马克（Tokamak）装置
真空系统
磁体系统 电源系统 中央控制系统 数据采集系统 诊断系统 辅助加热系统
箍缩(pinch)和一维平衡
磁镜装置 环形磁场 磁面 二维平衡 磁约束等离子体约束与输运 磁场中粒子扩散 玻姆扩散和新经典扩散
j
j 0, 0, jz r B 0, B r , 0 jz r B r P 0
j 0, j r , jz r B 0, B r , Bz r j r Bz r jz r B r P 0
平衡等离子体位置 约束高密度等离子体
加热等离子体温度
磁约束磁场位型
箍缩(pinch)和一维平衡
等离子体平衡条件
u u u P j B P j B 0 t
箍缩
B
A sketch of the θ-Pinch Equilibrium. The z directed magnetic field (shown in purple) corresponds to a θ directed plasma current (shown in yellow) /wiki/Pinch_(plasma_physics)
磁约束磁场位型
磁面
托卡马克的磁场位形
磁约束磁场位型
磁面
j B P B j B =B P B P =0 j P =0
磁力线不相交， 形成嵌套的闭合 拓扑环面，称为 磁面 有理面，无理面 磁面上，T，n， P相等 电流在磁面上
磁约束磁场位型
二维平衡
等离子体在环形 磁场中的受力：
磁约束磁场位型
磁镜装置
速度损失锥
Bmin 0 c Bmax
磁约束磁场位型
环形磁场
静电漂移
托卡马克位型
仿星器位型
磁约束磁场位型
磁面
托卡马克的磁场位形 研究托卡马克物理 的两个坐标系
( R, , Z ), ( r , , )， R R0 r cos z R0 r cos Z r sin
托卡马克装置
数据采集系统
外网用户 外部网采用双网卡接入，一 外部网 外部网 组使用电信2M光纤网络， 外部网 另一组使用学校教育网接入 Web服务器
G4数据服务器
G5服务器1
G5服务器2
内网用户
内网Ip设置为192.168.1.X， 内部网 内部网 内部网 其中192.168.1.1~192.168.1.9 为服务器所用
D :
rL 2
磁约束等离子体约束与输运
磁场中粒子扩散
D :
ie
rL 2
磁约束等离子体约束与输运
玻姆扩散和新经典扩散
1 KTe D 16 eB
玻姆扩散率
1T，100eV下：
DB 6 m2 s
D 5.5 104 m2 s
磁约束等离子体约束与输运
湍流输运和剪切流
等离子体不稳
托卡马克装置
磁体系统
环向场线圈 • 环向(磁)场 极向场线圈 • 垂直(磁)场 • 水平(磁)场 快控场线圈 校正场线圈
托卡马克装置
磁体系统
环向场线圈
安培定律
N I
1
0
B
B dl
0 NI 2R
磁场均匀时的积分 分立线圈产生波纹度 圆线圈总磁通
B / B
0 NI 0 NI a 2 d 2 2 ds rdr NI ( R R a ) 0 NIR0 f 0 0 0 2R 2 0 R0 r cos 0
超导线圈
冷却剂
等离子体 热量
热水 等离子体加热系统 包层
在包层中，中子的能 量转换为热，锂转化 为氚
发电机组
热交换器
将热量取出后， 其他技术与现 在的电站完全 一样
超高真空泵
磁约束聚变研究历史
1952年，美国第一次Sherwood方案会议在Denver举行。在以后几年里，发展了仿星器、 磁镜、箍缩等装置。 1957年，英国环形箍缩装置ZETA运行。 1958年，国际和平利用原子能会议在日内瓦召开。各主要国家将聚变研究解密。 1961年，IAEA第一次国际核聚变会议在萨尔茨堡召开。
nT E 31021 m3keVs n 1020 m3 , T 10keV , E 3s 1 2 n V 5P 4 Q Pexternal Pexternal
能量增益:
磁约束基本过程
拉莫运动
c
m qB , rL m qB
1. 产生外加磁场 2. 电离并长时间约束高密度核聚 变反应物质 3. 加热核聚变反应物质到10keV 量级 4. 大量产生核聚变反应
飞轮储能
托卡马克装置
电源系统Βιβλιοθήκη 飞轮储能托卡马克装置
电源系统
托卡马克装置
中央控制系统
control system:
Center control system + Data handling system + Discharge control system Function Govern all subsystems Timing sequence control Safety control Discharge waveform design Post-shot service
电源系统
中央控制系统 数据采集系统 诊断系统 辅助加热系统 低温系统
托卡马克装置
真空系统
真空室
真空室是托卡马克装置的核心部分， 对于反应堆来说，就是聚变反应产生的 反应室。 保证聚变反应所必需的较纯洁的本 底真空及反应气体环境，真空度小于 1e-5Pa。 面对强烈的等离子体和壁的相互作 用，要求很高，不同于一般的真空设备。
3 2 1/2 3 P 5 10 Z n n T ( W / m ) b e z e
石墨、锂、硼、钨
托卡马克装置
真空系统
限制器位型 偏滤器位型
托卡马克装置
真空系统
抽气系统
机械泵：即机械旋片泵，常 用作粗真空系统，或高真空 系统的前级泵。 分子泵：由串联的高速旋转 的金属扇叶组成。扇叶间距 离很小，小于气体分子的平 均自由程。所以气流呈分子 流，故名分子泵。分子泵的 工作气压最高为1Par，极限 气压可达10-7Par。 低温泵：低温泵是利用低温 表面冷凝气体的真空泵，又 称冷凝泵。
欧姆加热
中性束加热
托卡马克装置
低温系统
EAST 装置的超导磁体系统由 NbTi/Cu 复合超导材料加工成。 超导磁体采用超临界氦迫流冷却，纵场 绕组和极向场的工作温度为3.8K,纵场线 圈盒和楔块的工作温度为4.5K。