聚變反應
核聚變反應指在高溫、高壓和高密度的條件下,兩個質量較小的原子核結合成質量較大的新核,反應的同時會釋放出巨大能量。
例如,氘核和氚核在一定條件下(如超高溫、高壓)可以聚變為氦核,在發生聚變反應的同時,會釋放出巨大能量。核聚變反應所產生的能量比核裂變反應所產生的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦的過程,它的光和熱就是由這種不斷的核聚變反應產生的。
ITER Tokamak
加速器釋放出微波、帶電粒子束和中性粒子束,用於加熱氫氣的氣流。在高溫下,氫氣從氣態變為電漿。這種電漿受到超導磁體的擠壓,進而發生聚變。在用磁場約束電漿時,最有效的磁體形狀是麵包圈形(即環形)。
採用這種形狀的反應堆稱為 Tokamak。ITER Tokamak 將是一個獨立式反應堆,其部件都裝在不同的盒子中。進行維護時,工作人員可以方便地插入和拔出這些盒子,而不必拆開整個反應堆。該 Tokamak 的電漿環形室將採用 2 米的內半徑和 6.2 米的外半徑。
ITER Tokamak 反應堆的主要組件包括:
真空室 -- 用於盛放電漿,並將反應室置於真空中;
中性束注入器(離子迴旋系統)-- 將加速器釋放的粒子束注入電漿中,以便將電漿加熱到臨界溫度;
磁場線圈(極向環形)-- 用磁場來約束、定型和抑制電漿的超導磁體;
變壓器/中央螺線管-- 為磁場線圈供電;
冷卻設備(冷凍機、低溫泵)-- 用於冷卻磁體;
包層模組 -- 由鋰製成,用於吸收核聚變反應中的熱量和高能中子;
收集器 -- 排出核聚變反應中的氦產品。