[科普中國]-TJ-II氦仿星器

TJ-II氦仿星器由西班牙國家實驗室研發(fā)，主半徑為1.5m，平均小半徑為0.2m，磁場為1T，主要研究磁約束等離子體的物理特性。

氦仿星器仿星器是指一種外加有螺旋繞組的磁約束聚變實驗裝置。它由一閉合管和外部線圈組成，閉合管呈直線形、“跑道”形或空間曲線形。常見的仿星器具有兩對或三對螺旋繞組,前者磁面形狀類似于橢圓,后者則近似于三角形。相鄰螺旋繞組中通以大小相等方向相反的電流,螺旋繞組產(chǎn)生的磁場和縱向磁場合成后，磁力線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變換,因而能約束無縱向電流的等離子體。

2015年，德國“仿星器”核聚變反應堆首次開啟，成功地制造出氦等離子體。未來該裝置可用于制造用之不竭的清潔廉價能源。它被命名為“文德爾施泰因 7-X”（簡稱W7-X），該核聚變反應堆可以長時間約束超熾熱等離子體。仿星器僅用十分之一秒制造出一種特殊的超熾熱氣體，科學家希望如果能夠更長時間工作，最終將無限制地制造清潔廉價的能源。2015年12月10日，該反應堆制造出氦等離子體，其溫度達到100萬攝氏度。1

研究人員指出，這種不同尋常的設計放置在德國格賴夫斯瓦爾德的一個巨大實驗室，最終將使核聚變動力成為現(xiàn)實。長期以來，實現(xiàn)對超高溫等離子體的長時間約束是反應堆設計領域的“圣杯”，它將為科學家提供一種用之不竭的動力來源。

TJ-II簡介TJ-II項目是西班牙國家實驗室的項目。TJ-II是一種靈活的中型仿星器，是歐洲第二大可操作仿星器（僅次于W7-X）。

TJ-II的主半徑為1.5m，平均小半徑為0.2m，磁場為1T。最高溫度通過微波加熱（800kW，53GHz）和加速中性氫氣束（1.6MW和30keV）。TJ-II有92個用于實驗診斷和機器系統(tǒng)的訪問窗口。

TJ-II是與Oak Ridge National Ridge（美國）合作設計的， 其建設部分由EURATOM資助。 第一批等離子體是在1997年底生產(chǎn)的。

TJ-II項目的目標是研究磁約束等離子體的物理特性，重點是磁性結(jié)構對熱量和粒子傳輸?shù)挠绊憽?這些研究應該對開發(fā)磁約束聚變作為能源的國際努力作出重大貢獻。

裝置特點精密加工和定位TJ-II是一種非常緊湊的實驗裝置，具有高應力材料和非常窄的公差，以實現(xiàn)良好的限制性能。 這需要制造和組裝設備的高質(zhì)量標準。 為了所有仿星器部件的高精度定位，采用了基于計算機的經(jīng)緯儀系統(tǒng)。 在組裝階段進行了大量測試，之后進行了全面的調(diào)試計劃。

能源供給電源包括一個15kV，100Hz脈沖發(fā)生器，140MVA，10MJ和7個12相整流器的受控晶閘管。通過由多達五個電感耦合線圈組成的假負載，測試脈沖電源達到最大電流值。選擇線圈之間的距離使得自感和互感與仿星器的線圈系統(tǒng)的自感和互感一致，從而形成TJ-II的電磁圖像。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李航 - 副教授 - 西南大學