所谓托卡马克装置,英文为TOKAMAK,这是由俄语中的“环形”“真空”“磁”“线圈”四个单词的缩写构成的。即用水平和垂直的两个线圈构成真空磁场,约束等离子体的装置。
在托卡马克装置的研究上,我国虽然不是首创者,但是却是研究最深入最持久的国家。从“中国环流器一号”,到“中国环流器新一号”,再到“中国环流器二号”,我国对托卡马克装置的研究一直没有停止过。而且取得了不俗的成绩。
不过,早期的托卡马克装置研究不久,科学家们就遇到了瓶颈。
托卡马克装置越接近使实用,其磁场要求也就越大,但是磁场线圈的电阻限制了电流的加大。而即使加大电流,线圈电阻造成的能量损耗也会随之越大,使得能量几乎入不敷出。这个缺点几乎给托卡马克装置判了死刑。幸运的是,不久以后,一项新技术拯救了托卡马克装置,这就是超导技术。
超导技术很好的解决了磁场电阻造成能量损耗的问题,使得托卡马克装置迎来了第二春。
利用超导技术,世界上建成了一座超导托卡马克装置,另外还有三台半超导托卡马克装置。三台半超导托卡马克装置分别是法国的Tore-Supra,俄罗斯的T-15,日本的JT-60U。之所以是半超导装置,是因为这三台装置都只有水平线圈是超导的,而垂直线圈依然是常规线圈。这其中固然有成本的问题,但是技术问题还是主要原因。
而世界上唯一一台全超导托卡马克装置,则是本次新闻的主角,我国的东方超环(EAST)!东方超环不仅实现了水平线圈和垂直线圈都是超导线圈,而且其反应体的容积更大,并首次做成了非圆形的截面。这些细节方案都是中国原创,属于世界最先进的可控核聚变装置。