托卡毛(Tokamak)是一种磁约束聚变反应器的设计,是国际上公认的最为成熟、应用最广泛的磁约束聚变实验装置。它是一种利用磁场来约束高温等离子体,使其在可控条件下发生聚变反应的装置。
在托卡毛装置中,等离子体被约束在一个由超导线圈形成的磁笼内。这些线圈产生强磁场,使等离子体中的带电粒子(如电子和离子)沿着螺旋轨道运动,从而在磁场中保持稳定。由于等离子体在托卡毛中的约束效果较好,可以实现更高的温度和密度,这对于实现聚变反应是必要的。
托卡毛的名称来源于其四个主要设计参数: Tokamak是“toroidal(环形的)+ magnetic(磁的)+ confinement(约束)+ akhtar(阿卡塔尔,一种环形装置的俄语名称)”的缩写。目前,全球有多个托卡毛实验装置,其中最著名的是位于法国的托卡马克核聚变实验反应堆(ITER)和位于中国的东方超环(EAST)。
托卡毛的研究对于人类能源的未来具有重要意义,因为它有可能提供一种清洁、安全的能源。如果能够实现商业化的磁约束聚变反应,将极大缓解地球能源危机,减少环境污染。
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