我國(guó)建造世界上第一個(gè)全超導(dǎo)大型非園托卡馬克HT-7U，成為國(guó)際最先進(jìn)的磁約束聚變裝置．托卡馬克裝置的主體包括兩大部分，就是磁場(chǎng)系統(tǒng)和真空系統(tǒng)．磁場(chǎng)系統(tǒng)包括縱場(chǎng)線圈和加熱場(chǎng)的變壓器．縱場(chǎng)線圈用來(lái)產(chǎn)生強(qiáng)大的縱向磁場(chǎng)，變壓器用來(lái)感應(yīng)產(chǎn)生等離子體電流．真空室一般由薄壁不銹鋼制成，既要考慮到足夠的機(jī)械強(qiáng)度，又要有足夠的電阻值，還必須留有絕緣縫隙，保證磁場(chǎng)的滲透．抽氣系統(tǒng)一般采用大抽速的渦輪分子泵，將真空室抽成10
-6Pa以上的超高真空，滿足等離子體對(duì)純凈環(huán)境的要求．聚變的第一步是要使燃料處于等離子體態(tài)，也即進(jìn)入物質(zhì)第四態(tài)．等離子體是一種充分電離的、整體呈電中性的氣體．在等離子體中，由于高溫，電子已獲得足夠的能量擺脫原子核的束縛，原子核完全裸露，為核子的碰撞準(zhǔn)備了條件．當(dāng)?shù)入x子體的溫度達(dá)到幾千萬(wàn)度甚至幾億度時(shí)，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同時(shí)還有足夠的密度和足夠長(zhǎng)的熱能約束時(shí)間，這種聚變反應(yīng)就可以穩(wěn)定地持續(xù)進(jìn)行．等離子體的溫度、密度和熱能約束時(shí)間三者乘積稱為“聚變?nèi)胤e”，當(dāng)它達(dá)到1022時(shí)，聚變反應(yīng)輸出的功率等于為驅(qū)動(dòng)聚變反應(yīng)而輸入的功率，必須超過(guò)這一基本值，聚變反應(yīng)才能自持進(jìn)行．
問(wèn)題1：什么是輕核聚變反應(yīng)？需要什么條件？為什么要在如此苛刻的條件下進(jìn)行？
問(wèn)題2：用普通容器能否承裝反應(yīng)原料？用什么技術(shù)性措施能解決該問(wèn)題？
問(wèn)題3：如何產(chǎn)生如此強(qiáng)大的磁場(chǎng)？什么叫低溫超導(dǎo)現(xiàn)象？該現(xiàn)象是否遵循歐姆定律？超導(dǎo)現(xiàn)象在什么條件下才能實(shí)現(xiàn)？
問(wèn)題4：為什么在托卡馬克中設(shè)置真空室？核聚變過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？
問(wèn)題5：核聚變反應(yīng)需要什么條件才能自持進(jìn)行？如果等離子體密度大約為1.02×10
-6kg/m
3，溫度為1.16×10
8℃熱能約束時(shí)間需達(dá)到多少時(shí)核聚變才能自持進(jìn)行？
應(yīng)用題作業(yè)本系列答案