TJ-II氦仿星器

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,前者磁面形狀類似於橢圓,後者則近似於三角形。相鄰螺旋繞組中通以大小相等方向相反的電流,螺旋繞組產生的磁場和縱向磁場合成後，磁力線產生旋轉變換,因而能約束無縱向電流的電漿。

2015年，德國“仿星器”核聚變反應堆首次開啟，成功地製造出氦電漿。未來該裝置可用於製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電漿。仿星器僅用十分之一秒製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，最終將無限制地製造清潔廉價的能源。2015年12月10日，該反應堆製造出氦電漿，其溫度達到100萬攝氏度。

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實。長期以來，實現對超高溫電漿的長時間約束是反應堆設計領域的“聖杯”，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（僅次於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個用於實驗診斷和機器系統的訪問視窗。

TJ-II是與Oak Ridge National Ridge（美國）合作設計的，其建設部分由EURATOM資助。第一批電漿是在1997年底生產的。

TJ-II項目的目標是研究磁約束電漿的物理特性，重點是磁性結構對熱量和粒子傳輸的影響。這些研究應該對開發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，以實現良好的限制性能。這需要製造和組裝設備的高質量標準。為了所有仿星器部件的高精度定位，採用了基於計算機的經緯儀系統。在組裝階段進行了大量測試，之後進行了全面的調試計畫。

能源供給

電源包括一個15kV，100Hz脈衝發生器，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，測試脈衝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的自感和互感一致，從而形成TJ-II的電磁圖像。