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仿星器设计是造成文德尔施泰因7-X反应炉特别有趣的原因。它有一个嵌入在磁瓶内的真空室,由一个70个超导磁线圈的系统所组成。这些超导磁线圈产生强大的磁场来约束热电浆。
仿星器和托卡马克是作为调查核融合动力的两种超环面(甜甜圈形状)的磁约束装置。
在这些实验中,强大的超环面(或环状)磁场产生磁瓶,来约束电浆。
然而,为了使电浆在甜甜圈形状的真空室中有很好的约束,磁场需要有一个转折。在托卡马克反应炉里,例如国际热核融合实验反应炉,电浆中的大电流产生所需要的转折路径。
然而,大电流可以迫使'转折点(kink)'不稳定性,能够造成电浆变得支离破碎。
如果电浆是支离破碎的话,反应炉需要充满气体来熄灭电浆,并防止破坏实验。
在仿星器中,磁场中的转折是藉由扭转整座机器本身来产生。这会移除大的超环面电流,并且使得电浆从本质上更稳定。
在磁线圈的工程复杂性和降低的约束所产生的费用,意味着电浆不太容易被包含在磁泡(magnetic bubble)内。
尽管文德尔施泰因7-X反应炉和国际热核融合实验反应炉采用不同的方式,大部分的底层技术是相同的。
它们都是超环面超导机器,而且都使用外部加热系统,例如无线电频率和中性粒子束注入来加热电浆,并且很多的电浆诊断技术是共同的。
在发电厂,氢的重同位素(氘和氚)融合形成了氦,并伴随着一个精力充沛的中子。
虽然氦被包含在电浆内,但是中子具有中性电荷,并且射进围绕电浆的'毯子(blanket)'里。这会加热毯子,结果驱动产生电力的蒸汽涡轮机。
横跨核融合功率的一个共同特点是,需要开发出能够承受由核融合反应所产生的高热和快速中子的材料。
不管设计如何,核融合反应炉的第一道墙是必须在整个寿命期间,承受来自高能粒子的大量轰击。
在这个阶段,还太早来说国际热核融合实验反应炉使用的托卡马克设计,或是文德尔施泰因7-X反应炉使用的仿星器,哪一个更适合于商业用的核融合发电厂。
但是文德尔施泰因7-X反应炉研究运作的开始不仅有助于决定哪种技术可能是最好的追求,而且会为任何未来的核融合实验,贡献出宝贵的知识,而且或许有一天成为真正的能量革命。
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