自上世纪七十年代至今,中科院等离子体所先后建成并投入运行的有四代托卡马克核聚变实验装置—HT-6B,HT-6M,HT-7和EAST(即HT-7U)。其中,HT-6B是我国最早投入稳定运行的空芯变压器托卡马克装置。在这第一代托卡马克核聚变实验装置上,我室虽然没有介入,但是其技术源于我们室。
1. 历史回溯
话从70年代初说起,1970年,在讨论中国科学院第四个五年计划赶超项目时,物理所陈春先等提出:利用合肥安光所8号电感线圈建设一个有世界先进水平的“强磁场环形热核反应实验装置”的设想。
1971年陈春先等来合肥与安光所一室(即电源与控制工程研究室的前身)讨论,提出在合肥建立核聚变实验装置的初步计划。
1973年1月28日,北京物理所,安徽光机所共同向中国科学院提出建立“合肥受控热核反应研究实验站”的报告。
19这73年4月6日中国科学院同意在合肥安光所建立受控热核反应研究实验站,并决定从院内外调集110名相关专业的科技人员到合肥受控站从事相关科研工作。
1973年9月成立安光所受控站筹建组。
1974年3月安光所受控站筹备阶段完成,安光所合肥受控热核反应研究实验站开始正式运作。
2. 1974年建成第一个受控模拟试验装置
1974年安光所一室102组试验告一段落,课题组撒消。人员留在一室继续搞电源研究工作。为了尽快开展科学实验研究,必须有自己的实验装置。安光所一室提出决定利用2-1现有的电感储能电源、工厂加工条件,与受控站共同设计、加工建造一个受控模拟实验装置。
为此总体组提出受控模拟实验装置采用空心变压器结构,纵场线圈采用650型潜艇蓄电池供电,加热场线圈采用电感线圈经开关、熔丝换流供电,真空室采用钛泵抽真空,主回路、控制和测量回路借用原大能量激光打靶实验回路,装置建在2-1实验大厅西头北跨。
一室负责纵场线圈,极向场(空心变压器)线圈的设计,加工及安装;模拟装置的蓄电池电源供电、以及调试、控制、测量工作。
经过总体方案论证、技术设计、工厂加工、部件组装、安装调试、总装检漏,仅用半年时间就加工制成一个环形托卡马克装置。
聚变研究模拟装置调试是由季幼章研究员负责。在部件通电调试的基础上,于1974年12月25日开始进行第一次放电试验,于26日清晨6时30分,只听到一声巨响,真空室观察窗闪出很亮的弧光,放电获得成功。全体参加调试人员都欢腾起来,喊着(模拟装置)“放电成功了”。当时的试验结果:纵场线圈电流60 kA,加热场电流40 kA,平衡场电流25 kA,真空度6×10-6 Torr。由于纵场线圈储能量约百万(106)J,故取名为HT-6模拟装置(合肥托卡马克6号模拟装置)。这为以后HT—6M装置的建造积累了经验。
当天下午,安光所领导到2-1实验大厅观看模拟装置放电实验,这时全岛科技人员都赶来了,在装置旁围了一层又一层,可谓人山人海。当宣布放电成功时,在场的领导和群众个个异常高兴、掌声雷动。我们参加装置建设和实验的人员无不沉浸在激动昂奋之中,这毕竟是我们迈出的坚实的第一步。
时间已经过去40多年,但当时放电成功的激动场面,却永远地留在受控人的心中。
1983年完成了对HT-6A装置改造,命名为HT-6B。自此以后,建成了HT-6B托卡马克、HT-6M托卡马克、HER磁镜、MPT-X多极器等4个中小型实验装置,并在其上做出特色的研究工作。
HT-6B:R=40cm,a=12.5cm,B=0.8T,Ip=40kA