中國環流器二號

中國環流器二號（HL-2A）是我國第一個具有偏濾器位形的大型托卡馬克裝置，利用德國ASDEX裝置主機3大部件改建而成。

該裝置具有由相應的線圈和靶板組成的偏濾器，可以運行在雙零或單零偏濾器位形。這對開展高約束模（H模）物理和邊緣物理研究及提高電漿參數是非常關鍵的。該裝置1999年正式動工建設，2002年獲得初始電漿。

HL-2A裝置（圖1.3.4）主機由環向磁場線圈、極向磁場線圈、真空室及支撐系統組成。最大環向磁場可以達到2.8T，電漿電流為480kA。表2.3.2列出了HL-2A裝置的主要參數。

HL-2A裝置磁場線圈中的強電流由3套飛輪脈衝發電機組和大功率變流電源系統提供，總容量達到300MVA，一次脈衝釋能為1300MJ。環形真空室由不鏽鋼製成，具有200多個大小不同的視窗，分別用於電漿加熱、加料和診斷等。環形真空室由8台渦輪分子泵抽到超高真空狀態，極限真空度可達到4.6×10Pa。在HL-2A裝置上發展了10MW的加熱系統，包括6MW的電子迴旋加熱系統， 2MW中性束系統和2MW低雜波電流驅動系統。 HL-2A裝置上有40餘種不同種類的先進電漿診斷系統，分布在主電漿區和偏濾器區，可以提供有高時空分辨的電漿參數。

中國環流器二號A（HL-2A）

表 HL-2A裝置主要參數

大半徑R/ m	1.65	安全因子qψ	3.3~3.5
小半徑r/ m	0.4	電漿電流平頂時間tf/s	5.0
電漿電流Ip/kA	480	低雜波電流驅動功率PLHCD MW	2
中心磁場Bt/T	2.8	電子迴旋加熱功率PECRH/MW	3
電漿密度/m	8×10	中性束注入功率PNBI/MW	2~3

HL-2A裝置自運行以來，有多項重大進展：2003年，在首輪物理實驗中成功實現第一次偏濾器位形運行。2009年，實現中國第一次高約束模（H模）放電。高約束模的實現是一個裝置綜合水平的重要標誌。這項重大科研進展是中國磁約束聚變實驗研究史上的又一里程碑。同時，在大功率加熱中，電漿離子和電子溫度都大幅度增加。

HL-2A裝置的物理實驗在聚變科學的各個領域取得可觀的研究成果：利用新的靜電探針系統首次觀測到測地聲模和低頻帶狀流的三維結構，填補了該方向的國際空白；利用原創的超聲分子束調製技術發現了自發的粒子內部輸運壘，為電漿輸運研究提出了新的課題；首次觀測到由高能電子激發的比壓阿爾芬本徵模，推動了高能粒子物理研究的發展；在湍流、帶狀流研究中，發現了在強加熱L-模放電中高頻湍流能量向低頻帶狀流傳輸，為理解功率閾值提供了物理基礎；在H模物理研究中，發現了到在L-H轉換過程中存在兩種不同的極限環振盪和完整的動態演化過程，為L-H模轉換的理論和實驗研究提供了新的思路。另外，在電漿巨觀不穩定性、邊緣物理，雜質輸運等方面還有很多新的實驗成果。這些新的發現為聚變電漿科學的發展做出了貢獻，為中國參與ITER計畫提供了科學和技術基礎。