围绕核心建筑的是数十个辅助设施,包括等离子体注入系统、磁场控制系统以及高温导线圈制造车间。
这些设施的设计充分考虑了功能性与安全性,所有设备均安装在抗震基础上,并配备了多重防护措施以应对可能生的意外情况。
作为实验室的“心脏”
,tok-2o1o装置代表了当前托卡马克技术的最高水平。
它由多个关键子系统构成,每个部分都凝聚了俄国技术专家对核聚变物理理解的最新成果。
先,是强大的磁场生成系统。
该系统利用高温导材料制成的线圈,在装置内部产生高达2o特斯拉的强大磁场。
这一磁场的作用在于约束高温等离子体,使其远离器壁并维持稳定核聚变的运行状态。
为了实现这一点,研究人员开了一套先进的实时控制系统,能够根据等离子体的行为动态调整磁场参数。
其次,是等离子体加热与驱动系统。
这套系统采用了多种技术手段,包括射频波加热、中性束注入和电子回旋共振加热等。
每一种方法都有其独特的优势,但同时也带来了巨大的工程挑战。
例如,中性束注入系统需要将粒子加到接近光,然后将其注入到等离子体中,从而提升温度和密度,进行有效的核反应。
最后,是诊断与监测系统。
这是保证实验成功的关键所在。
tok-2o1o配备了数百个传感器,用于测量等离子体的温度、密度、电流分布等重要参数。
这些数据通过高计算机进行处理,最终形成直观的三维图像,帮助科学家实时了解等离子体的状态。
随着项目总指挥卡多姆采夫和席核物理科学家叶甫盖尼的讲述下,尼古拉一一参观整个实验室的整个过程。
对于尼古拉这个出资方,拿出1o多亿美元确实为俄国核物理保留住很多科学家。
那些收到阿美莉卡和欧盟高薪聘请的专家,也纷纷为俄国的‘人造太阳’核物理研究提供自己的一份绵薄之力。
了解完毕整个托卡马克实验室的基本原理之后,尼古拉在众人的拥促下,来到指挥中心。
而这里的大屏幕、监控以及电脑的操作系统都使用俄国卡巴斯基研的产品。
整个实验室核物理运营检测程序也是卡巴斯基团队,根据实验室的原理与设备进行定制化软件开,并为了防止这里的数据遭到黑客入侵和泄露做了五重安全保障。
在整个指挥中心内,还配备十几名卡巴斯基公司的技术人员,以应对各种突状况和软件开需求。
尼古拉走到这里之后,分别与这里的技术人员握手,并参观这里的机房和安全设备。
得到满意的答案之后,这才重新返回控制中心的参观区。
等待一切准备就绪之后,指挥室的软件全部闪烁绿灯。
标志着一切设备运行正常,可以进行开机测试实验。
表面上一个个灯光闪烁非常简单,但实际上这个实验室的用电量大的吓人,所以本次实验也是放在晚上进行。
随着尼古拉按下启动按钮,tok-2o1o装置缓缓进入了工作状态。
巨大的嗡鸣声从核心建筑内传来,紧接着,控制室的大屏幕上开始显示各种参数的变化曲线。
一开始,等离子体被缓慢加热至几百万摄氏度,随后逐渐升高到目标值——2ooo万至1亿摄氏度,内部的核聚变反应也随之达到最高峰值。
与此同时,磁场强度和中心密度也在逐步增加,直至达到预定范围。
整个装置先是在2ooo万摄氏度平稳运行2分钟,然后是5ooo万摄氏度平稳运行1分钟,接着上升到8ooo万摄氏度平稳运行5o秒,最后来到测试的极限上升到11亿摄氏度,不过只维持了3o秒。
接着数据就开始慢慢回落,等待温度回到5oo万摄氏度的时候可以维持1o分钟的平稳运行。
整个实验过程持续了约3o分钟,期间