主题：聚变PK裂变 -- tojinge
家园 托卡马克与超导（四） 托卡马克用的超导体是NbTi NbSn,有万元熙的PPT为证：）
外链图片需谨慎，可能会被源头改图上的线材就是NbTi。也可以参见http://www.c-wst.com/js.asp。
从前面的论述，我们知道这是一种低温超导体，也就是说氦冷。
万元熙老师还提到了，中国为ITER另外一个重大贡献，就是把高温超导体用于低温超导体的馈线，也就是连接普通电线和低温超导体之间，参见下图。
外链图片需谨慎，可能会被源头改。这个低温和高温虽然就是几十K的差距，但是运行成本可就差远了，氦冷的成本远高于液氮，估计有十倍的差异。万元熙也谈到，中国首创用高温超导体做馈线，可以为ITER每年节省1千万美元的运行费用。用高温超导体做馈线也是经过EAST实验。难度非常大，因为高温超导体一端连着普通导线，另外一端连着低温超导体，温度要跨越200多度。但是中国科研人员攻克了这个难关，并且为ITER提供了新的思路。
但是，为什么不用高温超导体直接替换低温超导体呢？岂不大幅度降低托卡马克的成本呢？
家园 能不能介绍一下仿星器的原理 看上去和托卡马克好像没什么本质区别。那为什么还要另叫一个名字？
家园 Re: 能不能介绍一下仿星器的原理 仿星器和托卡马克的本质区别在于：
托卡马克里等离子体自身有一个环向电流，并且由这个电流产生极向磁场（外置线圈和辅助电流驱动也起到一定作用）。而仿星器的极向磁场完全由线圈产生，仿星器中没有等离子体电流。因此仿星器的等离子体更加稳定，但是对线圈的结构要求更复杂更高。
仿星器是几十年前欧美国家的主要研究方向，但是在前苏联托卡马克的成果出来之后，全世界的主要方向就转到托卡马克上了。目前主要的大型仿星器装置有日本的LHD，德国的W-7X马上也要完成安装并且投入运行。
家园 试着回答一下 托卡马克是环状磁场，等离子体围绕着中心转圈。仿星器的等离子体不但围绕中心转圈，而且本身还成螺线状旋转。从稳定角度，仿星器更为稳定，想想陀螺吧，但是部署线圈太复杂。
家园 托卡马克: H-模 vs I-Mode or I-模 as prof 王晓钢 said, with "托卡马克" model, 引起边缘输运垒的原因至今仍不是很清楚, although there have been some "topology" physics models in the field;
kind of like GR or gauge field theory, all great models, but when applied in calculations, a long way to go, with one of issues being "量子化".
1.
简说H-模
by 王晓钢, one of the top Chinese scientists in the field, you are likely very familiar with his work.
http://blog.sciencenet.cn/blog-39346-384937.html
有网友问“何为H-模”？
等离子体物理的一个特点就是“模”（mode）非常多：有表示波动模式的各种“简正模”（normal modes）和“本征模”（eigenmodes）；有表示不稳定性的各种模式，最著名的比如扭曲（撕裂）模和交换（气球）模；更有表示不同放电形式或者运行方式的“模”，比如大气压辉光放电的所谓“a-模”和“g -模”。特别是托卡马克等离子体的“H-模”和“L-模”——其中H是High之意，L是Low之意。
这里“H-模”和“L-模”都是运行模式（operation mode）：“H-模”是“high-confinement mode”，“L-模”则是“low-confinement mode”。
H-模是1980年代末在德国的ASDEX上最先看到的：在托卡马克等离子体边缘处形成自组织的、非常高的压强（温度、密度）梯度（被称为边缘输运垒——edge transport barrier，ETB），使得 “主体等离子体”（core plasma）的温度、密度成倍增加，等离子体能量约束大大改善。目前世界上主要的先进托卡马克上都看到了H-模放电。基于H-模的ITER设计，预计经费比原来基于L-模的设计大约减少一半。
H-模等离子体边缘很薄的区域里很大的压强梯度，导致称为“边缘局域模”（edge localized modes，ELM）的不稳定性。这种不稳定性是H-模放电的特征，所以H-模又被称为“ELMy H-mode”。
引起边缘输运垒的原因至今仍不是很清楚。这是当前等离子体物理研究的重要前沿之
[1]刘健 2010-11-19 15:06 ELM is dangerous to the wall. It is found that Lithium coating will improve this significantly.
博主回复：美国人认为ELM是很严重的问题。欧洲也有人附和。ITER延期的主要ISSUES之一就是ELM问题。但是实际情况可能没有那么严重（特别是如果偏滤器处理好了）。而且ELM对于排灰是必要的。
Edge Plasma 的问题是聚变等离子体的关键问题之一。值得很好研究。国家基金委资助了一个重大项目，就重点研究这方面的问题。
2.
I-模
"Better Fusion Plasma Operating Scenarios are Being Explored and Extended on the Alcator C-Mod Tokamak
Recent experiments on Alcator C-Mod have investigated an improved confinement regime, called “I-Mode”, expanding its operational range and pointing toward its applicability on future devices"
I-Mode is an attractive tokamak operational regime, combining the high energy confinement and edge thermal barrier of H-mode, with the low particle confinement of L-mode, avoiding impurity accumulation and the need for ELMs to expel particles; ELM divertor heat fluxes are an issue of great concern for ITER.
http://science.energy.gov/fes/highlights/2012/fes-2012-10-d/
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通宝推：晴空一鹤,家园 推荐大家都看万院士的讲课视频，非常好 送花成功。感谢：作者获得通宝一枚。
作者，声望:1；铢钱:16。你，乐善:1；铢钱:-1。本帖花:1
作者加油，继续多写。
万院士的视频：
http://v.163.com/special/cuvocw/hejubian.html
通宝推：联储主席,家园 万院士这几句话很有意思啊 在第三代托克马克装置在198几年的时候已经建造并且运行，按照定标率的外推，达到了预期的目标，所以实际上在一九八几年的时候就有可能就有实验的基础再往前走一步，建造国际热核实验堆，但是这个决策（过程）是一个漫长的决策过程，这个决策过程是1985年的时候，当前苏联的首脑，戈尔巴乔夫，访问美国，这是美国的前总统，李根，在一块的时候，这次到合肥来的Velikhov，他给戈尔巴乔夫提了一个小小的几页纸的建议，就是想要联合起来，共同建造国际热核聚变实验堆，而这个项目呢，从1985年开始，两国的最高首脑会面的时候就提出来了，得到相互的响应。1985年的时候开始提出这个建议，1988年的时候最后决定共同来联合设计和建造ITER，所以经过了非常漫长的，将近二十多年的 这个联合的设计研究R&D，最后在2005年决定建在法国。在这个之后，2006年最后的时候，印度决定最后加入，最早，当戈尔巴乔夫和李根，决定建造iter的时候，只有美国 苏联 日本和欧盟四个国家（或地区） 排他的，其它国家加入这个计划，只能作为这几个成员国的小伙伴，比如说加拿大就是作为欧盟的小伙伴，加入了ITER装置，其他国家是不容许加入的，你如果加入，一定是（这）四个，但是第一版设计的ITER非常贵，所以在决定是不是在这个基础上，建造这个ITER的时候发生了不同的看法，美国的一批科学家认为，加入到ITER之后，可能国内的巨变研究会受到影响，再加上还有很多的科学问题没有最后决定，因此，最后美国决定退出ITER，虽然已经做完了设计，这时候美国决定退出这个ITEr之后，俄罗斯 日本和欧盟三个国家(或地区）宣布他们继续合作建造ITER，改变组织规则，欢迎其他任何国家，如果愿意加入的话，这时候韩国 中国就决定加入，在中国要决定加入的前一个星期，大约是前一个星期，美国小布什总统（前总统）说，看到中国，当然这可能是不一定唯一的理由，赶在中国加入到ITER这个合作项目之前，又宣布再回来了，所以美国退出了，然后又在重新讨论改变组织规则之后，又回到了ITER项目中来。
家园 聚变在等中国参与呀 为了等中国，拖了二十年
为了让中国超越，再等二十年，也不后悔。
家园 居然且听下回分解了，花
