聚变实验列表

用於發展聚變能的實驗總是會使用專門的裝置，這些裝置可以根據他們使用的聚變原理和燃料自持方式來進行區分。

此條目目前正依照List of fusion experiments上的內容進行翻譯。 (2022年8月15日)

主要區分為磁約束和慣性約束兩種。在磁約束中，熱等離子體膨脹的趨勢被等離子體中的電流和外部線圈產生的磁場之間的洛倫茲力抵消。粒子密度範圍趨向於7018100000000000000♠10¹⁸-7022100000000000000♠10²² m⁻³，線性尺寸範圍為0.1 m至10m。粒子和能量約束時間在從幾毫秒到超過一秒的範圍內，但是配置本身通常通過輸入粒子、能量和電流來維持數倍或數千倍的時間。一些理論能夠無限期地維持等離子體。

磁約束

環形器

環形器可以是軸對稱的，例如托卡馬克和反場箍縮（英語：Reversed_field_pinch），也可以是不對稱的，比如仿星器。通過放棄環形對稱性而獲得的額外的自由度可能最終可以產生更好的約束，但工程、理論和實驗診斷上的成本十分複雜。仿星器通常具有周期性，例如五倍的旋轉對稱。反場箍縮，儘管具有一些理論上的優勢，例如低磁場線圈，還沒有證明是成功的。

托卡馬克

更多信息 裝置名稱, 狀態 ...

裝置名稱	狀態	建造時間	運行時間	地點	所屬組織	最大/最小半徑	磁場	等離子電流	備註
T-1	關閉	?	1957-1959	莫斯科	庫爾恰托夫研究所	0.625 m/0.13 m	1 T	0.04 MA	首台托卡馬克
T-3	關閉	?	1962-?	莫斯科	庫爾恰托夫研究所	1 m/0.12 m	2.5 T	0.06 MA
ST (Symmetric Tokamak)	關閉	Model C	1970-1974	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	1.09 m/0.13 m	5.0 T	0.13 MA	美國首台托卡馬克，從Model C仿星器改造而來
ORMAK (Oak Ridge tokaMAK)	關閉		1971-1976	橡樹嶺	橡樹嶺國家實驗室	0.8 m/0.23 m	2.5 T	0.34 MA	等離子體溫度首次達到20 MK
ATC	關閉	1971-1972	1972-1976	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.88 m/0.11 m	2 T	0.05 MA	演示了等離子體壓縮
TFR (Tokamak de Fontenay-aux-Roses)	關閉		1973-1984	豐特奈-歐羅斯	原子能和替代能源委員會	1 m/0.2 m	6 T	0.49
T-10 (Tokamak-10)	關閉		1975-?	莫斯科	庫爾恰托夫研究所	1.50 m/0.36 m	4 T	0.6 MA	當時最大的托卡馬克裝置
PLT (Princeton Large Torus)	關閉		1975-1986	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	1.32 m/0.4 m	4 T	0.7 MA	等離子體電流首次達到1 MA
ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment)^[1]	改造 →HL-2A		1980-1990	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	1.65 m/0.4 m	2.8 T	0.5 MA	1982年發現了H模（英語：High-confinement mode）
TEXTOR ^[2]^[3]	關閉	1976-1980	1981-2013	於利希	於利希研究中心	1.75 m/0.47 m	2.8 T	0.8 MA	研究等離子體-壁相互作用
TFTR (Tokamak Fusion Test Reactor)^[4]	關閉	1980-1982	1982-1997	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	2.4 m/0.8 m	6 T	3 MA	創造了聚變能輸出10.7 MW、等離子體溫度510 MK的紀錄
JET ^[5]	運行中	1978-1983	1983-	卡爾漢姆	Culham Centre for Fusion Energy	2.96 m/0.96 m	4 T	7 MA	創造了聚變能輸出16.1 MW的紀錄
Novillo（西班牙語：Tokamak Novillo）^[6]^[7]	關閉	NOVA-II	1983-2004	墨西哥城	Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares	0.23 m/0.06 m	1 T	0.01 MA	研究等離子體-壁相互作用
JT-60 (Japan Torus-60)^[8]	改造 →JT-60SA		1985-2010	那珂市	Japan Atomic Energy Research Institute	3.4 m/1.0 m	4 T	3 MA	High-beta steady-state operation, highest fusion triple product
DIII-D^[9]	運行中	1986^[10]	1986-	聖地牙哥 (加利福尼亞州)	General Atomics	1.67 m/0.67 m	2.2 T	3 MA	托卡馬克優化設計
STOR-M (Saskatchewan Torus-Modified)^[11]	運行中		1987-	薩斯卡通	Plasma Physics Laboratory (Saskatchewan)	0.46 m/0.125 m	1 T	0.06 MA	研究等離子體加熱和反常運輸
T-15	改造 →T-15MD	1983-1988	1988-1995	莫斯科	庫爾恰托夫研究所	2.43 m/0.7 m	3.6 T	1 MA	首台超導托卡馬克
Tore Supra^[12]	改造 →WEST		1988-2011	卡達拉舍	Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée	2.25 m/0.7 m	4.5 T	2 MA	主動冷卻的大型托卡馬克
ADITYA (tokamak)	運行中		1989-	甘地訥格爾	Institute for Plasma Research	0.75 m/0.25 m	1.2 T	0.25 MA
COMPASS (COMPact ASSembly)^[13]^[14]	運行中	1980-	1989-	布拉格	Institute of Plasma Physics AS CR	0.56 m/0.23 m	2.1 T	0.32 MA
FTU	運行中		1990-	弗拉斯卡蒂	ENEA	0.935 m/0.35 m	8 T	1.6 MA
START ^[15]	關閉		1990-1998	卡爾漢姆	Culham Centre for Fusion Energy	0.3 m/?	0.5 T	0.31 MA	首台全尺寸球形托卡馬克
ASDEX Upgrade (Axially Symmetric Divertor Experiment)	運行中		1991-	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	1.65 m/0.5 m	2.6 T	1.4 MA
Alcator C-Mod (Alto Campo Toro)^[16]	關閉	1986-	1991-2016	劍橋	麻省理工學院	0.68 m/0.22 m	8 T	2 MA	創造了等離子體壓力2.05 bar的紀錄
ISTTOK (Instituto Superior Técnico TOKamak)^[17]	運行中		1992-	里斯本	Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear	0.46 m/0.085 m	2.8 T	0.01 MA
TCV (Tokamak à Configuration Variable)^[18]	運行中		1992-	洛桑	洛桑聯邦理工學院	0.88 m/0.25 m	1.43 T	1.2 MA	聚變研究
Pegasus Toroidal Experiment^[19]	運行中	?	1996-	麥迪遜	威斯康星大學麥迪遜分校	0.45 m/0.4 m	0.18 T	0.3 MA	極低長寬比
NSTX (National Spherical Torus Experiment)^[20]	運行中		1999-	平原鎮Plainsboro Township	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.85 m/0.68 m	0.3 T	2 MA	研究球形托卡馬克理論
ET (Electric Tokamak)	改造 →ETPD	1998	1999-2006	洛杉磯	加利福尼亞大學洛杉磯分校	5 m/1 m	0.25 T	0.045	當時最大的托卡馬克裝置
CDX-U (Current Drive Experiment-Upgrade)	改造 →LTX		2000-2005	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.3 m/? m	0.23 T	0.03 MA	Study Lithium in plasma walls
MAST (Mega-Ampere Spherical Tokamak)^[21]	改造 →MAST-Upgrade	1997-1999	1999-2013	卡爾漢姆	Culham Centre for Fusion Energy	0.9 m/0.6 m	0.55 T	1.4 MA	研究球形托卡馬克聚變
SST-1 (Steady State Superconducting Tokamak)^[22]	運行中	2001-	2005-	甘地訥格爾	Institute for Plasma Research	1.1 m/0.2 m	3 T	0.22 MA	Produce a 1000s elongated double null divertor plasma
EAST ^[23]	運行中	2003-2006	2006-	合肥	中國科學院合肥物質科學研究院	1.85 m/0.4 5m	3.5 T	0.5 MA	H模式等離子體在50 MK時自持超過100 s
KSTAR ^[24]	運行中	1998-2007	2008-	大田廣域市	National Fusion Research Institute	1.8 m/0.5 m	3.5 T	2 MA	全超導托卡馬克
LTX (Lithium Tokamak Experiment)	運行中	2005-2008	2008-	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.4 m/? m	0.4 T	0.4 MA	Study Lithium in plasma walls
QUEST (Spherical Tokamak)^[25]	運行中		2008-	春日市	Kyushu University	0.68 m/0.4 m	0.25 T	0.02 MA	研究球形托卡馬克中的穩態等離子體
Kazakhstan Tokamak for Material testing (KTM)	運行中	2000-2010	2010-	庫爾恰托夫	National Nuclear Center of the Republic of Kazakhstan	0.86 m/0.43 m	1 T	0.75 MA	Testing of wall and divertor
ST25-HTS^[26]	運行中	2012-2015	2015-	卡爾漢姆	Tokamak Energy Ltd	0.25 m/0.125 m	0.1 T	0.02 MA	穩態等離子體
WEST (Tungsten Environment in Steady-state Tokamak)	運行中	2013-2016	2016-	卡達拉舍	Département de Recherches sur la Fusion Contrôlée	2.5 m/0.5 m	3.7 T	1 MA	主動冷卻超導托卡馬克
ST40^[27]	運行中	2017-2018	2018-	卡爾漢姆	Tokamak Energy Ltd	0.4 m/0.3 m	3 T	2 MA	首檯球形強場托卡馬克
JT-60SA (Japan Torus-60 super, advanced)^[28]	建設中	2013-2020?	2020?	那珂	Japan Atomic Energy Research Institute	2.96 m/1.18 m	2.25 T	5.5 MA	Optimise plasma configurations for ITER and DEMO with full non-inductive steady-state operation
ITER^[29]	建設中	2013-	2025?	卡達拉舍	ITER Council	6.2 m/2.0 m	5.3 T	15 MA ?	Demonstrate feasibility of fusion on a power-plant scale with 500 MW fusion power
DTT (Divertor Tokamak Test facility)^[30]	規劃	?	2022?	弗拉斯卡蒂	ENEA	2.15 m/0.70 m	6 T ?	6 MA ?	Divertor design
IGNITOR^[31]	規劃^[32]	?	>2024	特羅伊茨克 (車里雅賓斯克州)	ENEA	1.32 m/0.47 m	13 T	11 MA ?	Compact fustion reactor with self-sustained plasma and 100 MW of planned fusion power
CFETR ^[33]	規劃	2020?	2030?		中國科學院等離子體物理研究所	5.7 m ?	5 T ?	10 MA ?	Bridge gaps between ITER and DEMO, planned fusion power 1000 MW
K-DEMO ^[34]	規劃	2037?			National Fusion Research Institute	6.8 m/2.1 m	7 T	12 MA ?	Prototype for the development of commercial fusion reactors with around 2200 MW of fusion power
DEMO	規劃	2031?	2044?	?		9 m/3 m ?	6 T ?	20 MA ?	Prototype for a commercial fusion reactor

Remove ads

仿星器

更多信息 Device Name, Status ...

Device Name	Status	Construction	Operation	Type	Location	Organisation	Major/Minor Radius	B-field	Purpose
Model A	關閉	1952-1953	1953-?	Figure-8	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.3 m/0.02 m	0.1 T	First stellarator
Model B	關閉	1953-1954	1954-1959	Figure-8	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.3 m/0.02 m	5 T	Development of plasma diagnostics
Model B-2	關閉			Figure-8	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.3 m/0.02 m	5 T
Model B-3	關閉		1958	Figure-8	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	0.4 m/0.02 m	4 T
Model B-64	關閉		1955	Square	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	? m/0.05 m	1.8 T
Model B-65	關閉			Racetrack	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室
Model B-66	關閉				普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室
Wendelstein 1-A	關閉		1960	Racetrack	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	0.35 m/0.02 m	2 T	ℓ=3
Wendelstein 1-B	關閉		1960	Racetrack	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	0.35 m/0.02 m	2 T	ℓ=2
Model C	改造 →ST	1957-1962	1962-1969	Racetrack	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	1.9 m/0.07 m	3.5 T	Found large plasma losses by Bohm diffusion
L-1	關閉	1963	1963-1971		Lebedev	Lebedev Physical Institute	0.6 m/0.05 m	1 T
SIRIUS	關閉		1964-?		哈爾科夫
TOR-1	關閉	1967	1967-1973		Lebedev	Lebedev Physical Institute	0.6 m/0.05 m	1 T
TOR-2	關閉	?	1967-1973		Lebedev	列別傑夫物理研究所	0.63 m/0.036 m	2.5 T
Wendelstein 2-A	關閉	1965-1968	1968-1974	Heliotron	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	0.5 m/0.05 m	0.6 T	Good plasma confinement 「Munich mystery」
Wendelstein 2-B	關閉	?-1970	1971-?	Heliotron	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	0.5 m/0.055 m	1.25 T	Demonstrated similar performance than tokamaks
L-2	關閉	?	1975-?		Lebedev	Lebedev Physical Institute	1 m/0.11 m	2.0 T
WEGA	改造 →HIDRA	1972-1975	1975-2013	Classical stellarator	格賴夫斯瓦爾德	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	0.72 m/0.15 m	1.4 T	Test lower hybrid heating
Wendelstein 7-A	關閉	?	1975-1985	Classical stellarator	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	2 m/0.1 m	3.5 T	First "pure" stellarator without plasma current
Heliotron-E	關閉	?	1980-?	Heliotron	Template:Country data JP		2.2 m/0.2 m	1.9 T
Heliotron-DR	關閉	?	1981-?	Heliotron	Template:Country data JP		0.9 m/0.07 m	0.6 T
Auburn Torsatron	關閉	?	1984-1990	Torsatron	奧本	奧本大學	0.58 m/0.14 m	0.2 T
Wendelstein 7-AS（德語：Wendelstein 7-AS）	關閉	1982-1988	1988-2002	Modular, advanced stellarator	加興	Max-Planck-Institut für Plasmaphysik	2 m/0.13 m	2.6 T	First H-mode in a stellarator in 1992
Compact Helical System (CHS)	關閉	?	1989-?	Heliotron	土岐 Template:Country data JP	National Institute for Fusion Science	1 m/0.2 m	1.5 T
Compact Auburn Torsatron (CAT)	關閉	?-1990	1990-2000	Torsatron	奧本	奧本大學	0.53 m/0.11 m	0.1 T	Study magnetic flux surfaces
H-1NF^[35]	運行中		1992-	Heliac	堪培拉	Research School of Physical Sciences and Engineering, Australian National University	1.0 m/0.19 m	0.5 T
TJ-K^[36]	運行中	TJ-IU	1994-	Torsatron	基爾	斯圖加特大學	0.60 m/0.10 m	0.5 T	Teaching
TJ-II^[37]	運行中	1991-	1997-	flexible Heliac	馬德里	National Fusion Laboratory, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (Ciemat)	1.5 m/0.28 m	1.2 T	Study plasma in flexible configuration
LHD (Large Helical Device)^[38]	運行中	1990-1998	1998-	Heliotron	土岐 Template:Country data JP	National Institute for Fusion Science	3.5 m/0.6 m	3 T	Determine feasibility of a stellarator fusion reactor
HSX (Helically Symmetric Experiment)	運行中		1999-	Modular, quasi-helically symmetric	麥迪遜	University of Wisconsin–Madison	1.2 m/0.15 m	1 T	investigate plasma transport
Heliotron J (Heliotron J)^[39]	運行中		2000-	Heliotron	京都 Template:Country data JP	Institute of Advanced Energy	1.2 m/0.1 m	1.5 T	Study helical-axis heliotron configuration
Uragan-2(M)^[40]	?	?	?	Heliotron, Torsatron	哈爾科夫	National Science Center, Kharkiv Institute of Physics and Technology (NSC KIPT)	1.7 m/0.24 m	2.4 T	?
Uragan-3 (M（烏克蘭語）)^[40]	?	?	?	Torsatron	哈爾科夫	National Science Center, Kharkiv Institute of Physics and Technology (NSC KIPT)	1.0 m/0.12 m	1.3 T	?
Columbia Non-neutral Torus (CNT)	運行中	?	2004-	Circular interlocked coils	紐約	哥倫比亞大學	0.3 m/0.1 m	0.2 T	Study of non-neutral plasmas
Quasi-poloidal stellarator (QPS)^[41]^[42]	取消	2001-2007	-	Modular	橡樹嶺	橡樹嶺國家實驗室	0.9 m/0.33 m	1.0 T	Stellarator research
NCSX (National Compact Stellarator Experiment)	取消	2004-2008	-	Helias	普林斯頓	普林斯頓等離子體物理實驗室	1.4 m/0.32 m	1.7 T	High-β stability
Compact Toroidal Hybrid (CTH)	運行中	?	2007?-	Torsatron	奧本	奧本大學	0.75 m/0.2 m	0.7 T	Hybrid stellarator/tokamak
HIDRA (Hybrid Illinois Device for Research and Applications)^[43]	運行中	2013-2014 (WEGA)	2014-	?	厄巴納 (伊利諾伊州)	University of Illinois at Urbana - Champaign	0.72 m/0.19 m	0.5 T	仿星器和托卡馬克合二為一的裝置
UST_2^[44]	運行中	2013	2014-	modular three period quasi-isodynamic	馬德里	Charles III University of Madrid	0.29 m/0.04 m	0.089 T	3D printed stellarator
Wendelstein 7-X^[45]	運行中	1996-2015	2015-	Helias	格賴夫斯瓦爾德	馬克斯-普朗克等離子體物理研究所	5.5 m/0.53 m	3 T	Steady-state plasma in fully optimized stellarator
SCR-1 (Stellarator of Costa Rica)	運行中	2011-2015	2016-	Modular	卡塔戈	Instituto Tecnológico de Costa Rica	0.14 m/0.042 m	0.044 T

Remove ads

反場箍縮（英語：Reversed_field_pinch）

RFX (Reversed-Field eXperiment), Consorzio RFX, Padova, Italy^[46]
MST (Madison Symmetric Torus), 威斯康星大學麥迪遜分校, United States^[47]
T2R, Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden
TPE-RX, AIST, Tsukuba, Japan
KTX (Keda Torus eXperiment) in China (since 2015)^[48]

磁鏡

Baseball I/Baseball II, 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾，加利福尼亞州。
TMX, TMX（英語：Tandem_Mirror_Experiment）, 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾，加利福尼亞州。
MFTF（英語：Mirror_Fusion_Test_Facility）, 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室，利弗莫爾, 加利福尼亞州。
Gas Dynamic Trap（英語：Gas_Dynamic_Trap）, Budker Institute of Nuclear Physics（英語：Budker_Institute_of_Nuclear_Physics）, 阿卡傑姆戈羅多克，俄羅斯。

球形馬克（英語：Spheromak）

Template:Sustained Spheromak Physics Experiment

場反向位形（英語：Field-Reversed Configuration）

C-2 Tri Alpha EnergyTri_Alpha_Energy（英語：Tri Alpha EnergyTri_Alpha_Energy）
C-2U Tri Alpha Energy
C-3 (under construction?) Tri Alpha Energy
LSX, 華盛頓大學
IPA, 華盛頓大學
HF, 華盛頓大學
IPA-HF, 華盛頓大學

Open field lines

Plasma pinch

Trisops - 2 facing theta-pinch guns

懸浮偶極

懸浮偶極 (LDX), MIT/哥倫比亞大學, United States^[49]

慣性約束

激光驅動

當前或正在建設的實驗設施

固態激光器

National Ignition Facility (NIF) at LLNL in California, US^[50]
Laser Mégajoule of the Commissariat à l'Énergie Atomique in Bordeaux, France (under construction)^[51]
OMEGA EL Laser at the Laboratory for Laser Energetics, Rochester, US
Gekko XII at the Institute for Laser Engineering in Osaka, Japan
ISKRA-4 and ISKRA-5 Lasers at the Russian Federal Nuclear Center VNIIEF^[52]
Pharos laser, 2 beam 1 kJ/pulse (IR) Nd:Glass laser at the Naval Research Laboratories
Vulcan laser at the central Laser Facility, Rutherford Appleton Laboratory, 2.6 kJ/pulse (IR) Nd:glass laser
Trident laser, at LANL; 3 beams total; 2 x 400 J beams, 100 ps – 1 us; 1 beam ~100 J, 600 fs – 2 ns.

氣體激光器

NIKE laser at the Naval Research Laboratories, Krypton Fluoride gas laser
PALS, formerly the "Asterix IV", at the Academy of Sciences of the Czech Republic,^[53] 1 kJ max. output iodine laser at 1.315 micrometre fundamental wavelength

已拆除實驗設施

固態激光器

4 pi laser built during the mid 1960s at Lawrence Livermore National Laboratory
Long path laser built at LLNL in 1972
The two beam Janus laser built at LLNL in 1975
The two beam Cyclops laser built at LLNL in 1975
The two beam Argus laser built at LLNL in 1976
The 20 beam Shiva laser built at LLNL in 1977
24 beam OMEGA laser completed in 1980 at the University of Rochester's Laboratory for Laser Energetics
The 10 beam Nova laser (dismantled) at LLNL. (First shot taken, December 1984 – final shot taken and dismantled in 1999)

氣體激光器

"Single Beam System" or simply "67" after the building number it was housed in, a 1 kJ carbon dioxide laser at Los Alamos National Laboratory
Gemini laser, 2 beams, 2.5 kJ carbon dioxide laser at LANL
Helios laser, 8 beam, ~10 kJ carbon dioxide laser at LANL — Media at Wikimedia Commons
Antares laser at LANL. (40 kJ CO₂ laser, largest ever built, production of hot electrons in target plasma due to long wavelength of laser resulted in poor laser/plasma energy coupling)
Aurora laser 96 beam 1.3 kJ total krypton fluoride (KrF) laser at LANL
Sprite laser few joules/pulse laser at the Central Laser Facility, Rutherford Appleton Laboratory

Z-箍縮

Z Pulsed Power Facility
ZEBRA device at the University of Nevada's Nevada Terawatt Facility^[54]
Saturn accelerator at Sandia National Laboratory^[55]
MAGPIE at Imperial College London
COBRA at Cornell University
PULSOTRON^[56]

慣性靜電約束

Fusor
Polywell

磁化靶聚變

FRX-L
FRCHX
General Fusion - under development
LINUS project

參考資料

Loading content...

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads